2021年电力设备行业固态锂电产业化分析报告（20页）.pdf

1、2021年深度行业分析研究报告#page#表4：半固态锂电池对传统四大材料体系的影响表5：固体电解质类型及其特点对比表6：聚合物固态锂电池全球产业化现状了表7：聚合物国态锂电池全球产业化现状.12表8：商业化薄膜全固态锂电池企业汇总.表9：IPS生产手机用薄脱全固态锂电池与传统锂电池成本拆分.13.15表10：硫化物固态锂电池全球产业化现快.表10：固态锂电池产业化对现有电池材料体系的影响19#page#1.解析一：半固态锂电池的产业化道路进展如何？全固态锂电池具备能量密度高、安全性高、柔性化等优势，同时又存在离子电导率低、界面阻抗大等问题短期无法商业化，这个已经得到市场普遍的认可，我们不再费

2、诉。我们本篇报告将深度解析市场最关注的三个问题：1、半固态锂电池对现有产业链的影响？2、全固态锂电池体系的产业化进程如何？3、全固态锂电池产业化后对现有液态锂电池的材料体系和制备工艺有多大的冲击？1.1.脚路实地，半固态锂电池先行蔚来发布150KWh固态电池，预计2022年四季度推出。2021年1月9日，蔚来汽车举行NIODAY发布会，发布150kwh因态电池包，预计将于2022年第四季度正式推出，能量密度达到360wh/kg。其中，固态电池主要采用了“原位固化固液电解质”，该技术的创新在于原位聚合涂覆技术，即在基膜上进行的涂覆是由原位聚合反应实现，可以改善正负极界面接触，预计原位聚合涂覆用了

3、LLZTO、LATP等商瓷图态电解质成分。我们认为原位固化固液技术主要为了解决无机电解质/电极的界面阻抗问题。日前市场上无机固体电解质的研究主要集中在两大类，硫化物体系与氧化物体系，其中氧化物体系LLZTO、LATP等存在界面阻抗高、制备的电解质膜机械性能差、离子电导率低等短期无法有效解决的问题。采用原位固化技术，能够实现固体电极片与电解质膜在分子层面的紧密接触，降低回/回界面阻抗，有效提升电池的倍率性能。同时，参考最新的学术研究成果，目前氧化物电解质的离子电导率仍处于10“S/cm左右的较低水平，暂时达不到商业化（10S/cm）要求，因此我们预计仍需要加入电解液来解决离子电导率。表1：常见的

4、氧化物电解质离子电导率情况电解质种类细分品种室温电子率（S/cm）104LiTi2（PO4）3NASICON10210+LiGe2（PO4）310-10LiLaZrTaO石榴石型LiLaTiO310*10钙钛矿型10-108LISICONr-Li3PO4LIPON10310107Li3N资料杀源：JournalofPowerSources，安信证券研究中心传统半固态锂电池，主要是指采用凝胶电解质制备的锂电池。凝胶电解质，是以聚合物为电解质“基膜”，加入锂盐，同时加入碳酸二乙酯/碳酸乙烯酯等低分子有机溶剂作为增塑剂，经过浸泡活化后，得到离子电导率指标介于固体电解质和传统电解液之间的凝胶电解质。凝

5、胶电解质具备固体和液体的双重优势，同时具备粘结性和液体快速传输性质。凝胶电解质是针对目前聚合物固体电解质离子电导率低，而采取的一种折中方式。凝胶电解质既不是固体，也不是液体，反过来讲既是液体，也是固体，因此同时兼备两者的优势。凝胶电解质种类：目前研究较为成熟，已经商业化的有PEO（聚环氧乙烯）基、PVDF-HFP（聚氯乙烯-六氣丙烯）基、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）基、PAN（聚丙烯睛）基。其优点在于：1、离子电导率比聚合物图体电解质高，一般在10S/cm数量级，基本满足商业化应用需求。2、基本形态为固态，没有流动的液体，封装简单，形状可以多样化，适用于软包电池中。3、界面相容性较好，循环性能

6、和倍率性能均较好。#page#表2：主流的凝胶电解质种类及性能凝胶电解质种类电解质性能聚合物膜交联度、结构稳定性、吸附电解液性能好，高离子电导率，空温达到1S/cm，具备宽的PEO基电化学窗口和好的热稳定性。PMMA基较高的离子电导率，良好的电化学及界面稳定性多孔海膜具备优良化学性能和机械性能，吸附电解液能力强，室温电导率10-3Scm，电化学性能PVDF-HFP基良好资料来源：锂离子电池安全性能研究，安信证券研究中心半固态锂电池只是一种过渡产品，并非最终解决方案。由于凝胶电解质还是含有少量低闪点的有机溶剂，并没有从根本上解决电解液造成的安全性能问题，采用金属锂做负极仍有一定的安全隐惑，因此对