以下數(shù)據(jù)及分析來(lái)自于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院固態(tài)電池研究小組發(fā)布的《中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》

行業(yè)主要上市公司：比亞迪(002594.SZ)、上汽集團(tuán)(600104.SH)、蔚來(lái)汽車(NIO)、寧德時(shí)代(300750.SZ)、孚能科技(688567.SH)、國(guó)軒高科(002074.SZ)等

本文核心數(shù)據(jù)：投資機(jī)會(huì);固態(tài)電池;

中國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)投資機(jī)會(huì)

——更換正極材料體系

已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的鋰電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。目前，在固態(tài)電池領(lǐng)域中，三元材料(鎳鈷錳)等由于界面阻抗大以及與電解質(zhì)接觸不佳，易導(dǎo)致電池容量低、循環(huán)差等問(wèn)題。一般通過(guò)摻雜、包覆改性等方式改善傳統(tǒng)正極材料的性能和表現(xiàn)。

未來(lái)建議從三方面著手開(kāi)發(fā)新型正極材料。一是開(kāi)發(fā)低電位下比容量更高的正極材料，如高鎳正極材料;二是提高正極材料的嵌脫鋰電位，如更高電壓的鈷酸鋰、錳酸鋰和富鋰錳基層狀氧化物正極材料;三是開(kāi)發(fā)工作電壓更高的正極材料，如尖晶石型鎳錳酸鋰正極材料。因此，高電壓鈷酸鋰(電壓≥4.50V)，更高鎳含量(鎳含量>0.80)或更高電壓(電壓≥4.35V)的鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰、富鋰錳基正極材料以及無(wú)鋰正極材料發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

——更換負(fù)極材料體系

(1)硅負(fù)極

在當(dāng)前鋰電池電極材料體系中，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的負(fù)極材料以石墨為主，盡管石墨類材料容量是正極材料的2倍，但在模擬計(jì)算中負(fù)極材料比容量不超過(guò)1200mAh/g的情況下，提高負(fù)極材料的容量仍可有效提升電池能量密度。

石墨電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性強(qiáng)，但理論比容量較低(372mAh/g)，當(dāng)前，鋰電池石墨負(fù)極的比容量已接近理論上限，開(kāi)發(fā)高比容量的新型負(fù)極材料始終是固態(tài)電池領(lǐng)域的重要研究方向，硅負(fù)極和鋰負(fù)極可作為石墨負(fù)極的上位替代。

硅負(fù)極的理論比容量遠(yuǎn)高于石墨負(fù)極(純硅負(fù)極比容量達(dá)4200mAh/g)，且儲(chǔ)量豐富、環(huán)境友好，被視為高能量密度鋰電池的理想負(fù)極材料。

(2)鋰負(fù)極

鋰金屬的理論能量密度是3860mAh/g，擁有常見(jiàn)金屬中最低的還原電位(-3.04V)，被視為鋰電池的終極理想負(fù)極材料。由于鋰負(fù)極難以完全適配有機(jī)溶劑體系，固態(tài)電池被視為鋰負(fù)極更理想的使用場(chǎng)景，是圍繞鋰負(fù)極打造產(chǎn)業(yè)化電化學(xué)體系和打破電池能量密度上限的重要途徑。

中國(guó)固態(tài)電池細(xì)分領(lǐng)域投資機(jī)會(huì)

——復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)

目前單一的氧化物、硫化物、聚合物固態(tài)電解質(zhì)分別存在著離子電導(dǎo)率低、界面不穩(wěn)定等各種問(wèn)題，無(wú)法滿足全固態(tài)鋰金屬電池的性能要求。無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定窗口和機(jī)械強(qiáng)度，但電極與電解質(zhì)之間的固/固接觸電阻較大。聚合物固態(tài)電解質(zhì)具有良好的柔韌性、可加工性和接觸界面性能，但室溫離子電導(dǎo)率低，需要在高溫下運(yùn)行。復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)是一種很有前途的替代品，其同時(shí)具有了無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的高離子電導(dǎo)率以及聚合物固態(tài)電解質(zhì)的良好柔韌性，未來(lái)可重點(diǎn)投資該領(lǐng)域。

從下表可以看到當(dāng)無(wú)機(jī)填料質(zhì)量含量由20%增加到30%，電導(dǎo)率逐漸上升，LLZO(30%)-PEO(LiTFSI)的電導(dǎo)率最大，室溫下的電導(dǎo)率達(dá)到0.308×10-4S/cm。

——三層固態(tài)電解質(zhì)與金屬負(fù)極結(jié)構(gòu)

三層固態(tài)電解質(zhì)與金屬負(fù)極結(jié)構(gòu)是一種先進(jìn)的固態(tài)電池設(shè)計(jì)，其中金屬負(fù)極(通常為鋰金屬)與由三層組成的固態(tài)電解質(zhì)相耦合。這三層包括：緊鄰金屬負(fù)極的保護(hù)層，用以抑制鋰枝晶生長(zhǎng)和減少副反應(yīng);中間的主要固態(tài)電解質(zhì)層，負(fù)責(zé)高效傳導(dǎo)鋰離子，確保電池性能;以及靠近正極側(cè)的功能層或緩沖層，用于優(yōu)化界面接觸并提供額外的保護(hù)或功能支持。這種結(jié)構(gòu)不僅提高了電池的安全性和能量密度，還增強(qiáng)了其循環(huán)穩(wěn)定性，代表了固態(tài)電池技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，未來(lái)相關(guān)機(jī)構(gòu)可重點(diǎn)關(guān)注。

更多本行業(yè)研究分析詳見(jiàn)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》

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