【国兴•烤箱设备】国内固态电池市场最新进展
12月8日新闻， 由大众和比尔·盖茨支持的初创公司Quantum Scape公布了其最新固态电池的性能数据。其将电动汽车的续航里程提高80%，并能在15分钟内充满80%的电量（通常锂离子电池需要40分钟或更长时间）。
在续航里程为300英里或更高的车辆上搭载，正常使用寿命将达到12年左右。同时测试表明，该电池在800次循环后并未衰退，相当于24万英里（38万公里）的行驶里程。体积能量密度超过每升1000瓦时，几乎是顶级商用锂离子电池组密度的两倍，是目前特斯拉Model 3电池的四倍。而按重量计算，它能提供380至500瓦时/公斤的能量，相比之下，目前的特斯拉电池大约能提供260瓦时/公斤的能量。预计于2024年投入生产。
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固态电池被认为是下一代锂电技术制高点，相比传统锂电池，在能量密度、充电速度、寿命、适用范围、安全性等指标性上大幅领先。作为锂离子电池产业化第30个年头，部分业内人士认为，2020年电池技术也将进入一个新的变革周期，固态电池极有可能就是这个新周期。
固态电池与液态电池的比较：
1）轻，能量密度高。使用了全固态电解质后，锂动力电池的适用材料体系也会发生改变，其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，这样可以明显减轻负极材料的用量，使得整个动力电池的能量密度有明显提高。
2）薄，体积小。在传统锂动力电池中，需要使用隔膜和电解液，它们加起来占据了锂动力电池中近40%的体积和25%的质量。而如果把它们用固态电解质取代（主要有有机和无机陶瓷材料两个体系），正负极之间的距离（传统上由隔膜电解液填充，现在由固态电解质填充）可以缩短到甚至只有几到十几个微米，这样锂动力电池的厚度就能大大地降低，因此全固态动力电池技术是动力电池小型化，薄膜化的必经之路。
3）柔性化。固态锂动力电池使用脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米级以下后是可以弯曲的，材料会变得有柔性。相应的，全固态动力电池在轻、薄化后柔性程度也会有明显的提高，通过使用适当的封装材料（不能是刚性的外壳），制成的动力电池可以经受几百到几千次的弯曲而保证性能基本不衰减。
4）更安全。排除了传统锂动力电池在下列情况可能发生的危险：①在大电流下工作有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致短路破坏。②电解液为有机液体，在高温下发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向都会加剧。
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作为下一代电动车适配的电池技术，固态电池的市场空间非常大。根据中银国际测算，全球固态锂电池的需求量在2020年、2025年、2030年分别有望达到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh，2030年全球固态电池市场空间有望达到1500亿元以上。
目前，全球主流主机厂和电池企业都在积极布局固态电池。大众、宝马、丰田、日产雷诺、通用等国际车企都在加快固态电池的研发与产业化布局。我国虽然在该领域起步较晚，但包括宁德时代、比亚迪、辉能科技、珈伟新能、赣锋锂业、横店东磁在内的企业和科研院所都在积极发力固态电池的研发。
根据不完全统计国内布局固态电池的锂电池公司如下：
国轩高科：
2017年，着手研发固态电池及固态电解质。
2018年2月，根据与国际一线整车品牌合作的产品要求，公司正在美国和日本分别开发下一代动力电池生产技术工艺与生产设备，相关产品将使用半固态电池技术。对于包括固态电解质在内的上游关键原材料的研发与产业化进度公司方面也将密切关注。
2018年3月，宣布半固态电池技术目前已处于实验室向中试转换阶段。
2019年，推出半固态电池的试生产线。
2022年开始进行固态电池技术的迭代升级，生产高安全固态电池；2025年后生产出能量密度超过800Wh/L、超过400Wh/kg、循环800次的全固态电池。
当升科技：
2019年底曾表示，公司固态锂电材料已对国内外多个客户送样，产品性能获得广泛认可，目前正根据客户反馈和需求进行后续研究开发。公司固态锂电材料投产时间需要根据产品研发进度和市场需求状况而定。
杉杉股份：
2018年就曾表示，公司将从全固态电池钴酸锂正极材料开始研发，逐步对全固态电池材料进行全面布局；同时亦侧重对半固态及全固态电池电解质的研发。
珈伟新能：
公司生产的类固态电池的工艺体系可以应用于手机，但公司目前生产的是体积较大的动力电池，没有在手机领域运用；公司生产的类固态锂电池其能量密度较相同材料相同质量的液态电池更高。
宁德时代：
2016年，宁德时代正式宣布在硫化物固态电池上的研发路径。目前容量为325 mAh的聚合物锂金属固态电池能量密度达300Wh/kg，可实现300周循环以容量保持率82%。全固态电池还在开发中，预计2030年后实现商品化。
蜂巢动力：
2019年2月，长城汽车旗下子公司蜂巢动力宣称开发出四元正极材料，并基于该材料发布了全球首款四元材料电芯，通过NCM体系（镍钴锰）的基础上掺杂Mx，兼顾能量密度与安全，并在此基础上正在秘密研发全新固态锂电池，能量密度将超过300WH/kg。
辉能科技：
2013年，实现了固态锂电池的商业化量产，早期应用于消费电子领域，近年来应用于新能源汽车领域。
2014年，与手机厂商HTC合作生产了一款采用了固态电池电源，给手机充电的手机保护皮套。
2017年，建成了40MWh的中试线，并实现自动化的卷式生产。
2019年，发布Multi Axis BiPolar+（MAB）多轴双极封装技术的车用固态电池包。在相同的装车容量下，电池包体积只比传统电池包减小50%，重量减少30%，在模组层面，重量成组效率高达87%，电池包重量成组效率高达80%。
2019年，与蔚来合作，为其定制生产“MAB”固态电池包。与爱驰、天际新能源汽车主机厂签署战略合作协议，并在2020年D轮融资后与一汽集团加强战略合作。
产业化规划：2020年完成1GWh固态电池产线的试产，2021年固态锂离子电池（非全固态电池）达到1GWH的产能，2023年全固态电池试产，
2024年全固态电池量产。电池能量密度：车载固态电池包能量密度已达190Wh/kg（420Wh/L），第二代固态电池采用更高能量密度的正负极材料，如纳米硅或锂金属负极；高压NMC和NCA的正极材料。
2021年，电芯能量密度突破传统液态电池的密度平台，持续提升。电芯体积能量密度方面，2025年达到960Wh/L；系统体积能量密度达到672Wh/L，比传统液态电池包高近乎一倍。
长春劲能科技：
2018年1月，与加拿大魁北克水电集团签署中加全固态锂电池技术合作协议，引进“磷酸亚铁全固态锂电池”，比能量密度达250Wh/kg，循环寿命2000次。未来将与加拿大合作推出350Wh/kg三元全固态锂电池。
万向集团旗下A123 Systems：
2017年9月，投资美国Solid Power公司。2018年2月，万向参投的Solid Power确认与宝马合作，双方将共同研发新一代电动车固态电池技术。2018年2月，投资美国Ionic Materials公司，该公司研发出的特殊聚合物电解质，可将新型固态电池性能提高到全新水平。
2019年6月，与Ionic Materials共同正式对外宣布，全固态电池研发取得里程碑式进展，并称“这种独特的方法使得全固态电池有望在2022年推向市场”。
2019年，在英国建立了固态电池研发中心，2022-2024年实现电池量产。
2020年，和Karma汽车完成了合作签约仪式，为Karma电动汽车提供动力电池（含固态电池）。
卫蓝新能源：
2016年，公司成立，依托中国科学院物理研究所，专注于下一代固态锂电池的研发与生产。
2020年，计划建成年产0.1GWh固态电池生产线。目前，北京卫蓝已经研发并掌握了固态电池技术领域的多项关键性技术，包括金属锂表面处理、原位形成SEI膜技术、固态电解质、锂离子快导体制备技术以及高电压电池集成技术、陶瓷膜优化技术和集流体解决方案。
清陶新能源：
国内较早开展全固态锂电池技术研发的团队之一，由清华大学南策文院士团队创办，在固态锂电池领域，公司申报的专利已近100项。
2018年11月，建成的全国首条固态锂电池产线正式投产，产能规模为0.1GWh，总投资1亿元，已经量产出第一批固态电池产品，目前可日产1万颗电芯，产品主要应用于特种电源、高端数码等领域。
2019年7月，年产10GWh固态锂电池项目在江西省宜春市签约。该项目将分两期建设，总投资约55亿元。其中项目一期投资5.5亿元，将建设年产1GWh的固态锂电池项目，计划今年年底投产；项目二期投资49.5亿元。
2020年6月30日前开工建设，开工后两年内全部投产，产能为9GWh。目前，清陶能源开发的全固态电池，单体能量密度可达到430Wh/kg，量产阶段可达到300Wh/g以上。
赣锋锂业：
2017年，引进中科院宁波材料所的许晓雄团队，正式切入到固态电池板块。
2018年，固态电池的研发取得新突破，同年8月份正式启动2亿Wh固态锂电池中试生产线建设项目。
2018年6月，公司第一代固态锂电池单体容量已达到10Ah，能量密度大于240 Wh/kg，可实现1000次循环后容量保持率大于90%，同时，电池单体具备5C倍率的充放电能力，目前电池研制品已通过第三方机构安全检测。
2019年1月，完成1.5亿美元D轮融资，主要投资方为软银中国资本。
2019年8月，发布2019年半年度报告，第一代固态锂电池研制品通过多项第三方安全测试和多家客户送样测试。
2019年11月，年产亿瓦时级第一代固态锂电池研发中试生产线已建成试产，不久将正式投产。
天齐锂业：
2017 年，年报披露公司香港全资子公司使用自有资金1250万美元投入了对固态电池企Solid Energy System的C轮优先股融资，投资后持股比例为11.72%。
2018年5月，开始布局固态电池，公司参股公司美国Solid Energy主要开发和生产具有超高能量密度、超薄锂金属电池，开发电解液和负极材料。
中天科技：
2015年，中科院青岛能源所与中天科技签约开发高性能全固态锂电池。
2016年，青岛能源所全固态锂电池通过深海测试，能量密度翻倍。
2018年7月，宣布与中科院等机构进行固态电池技术合作，根据双方签署协议，相关指标符合发展预期，目前尚处于实验试制阶段。
力神电池：
2019年，宣布将聚焦固态电池研发。
中航锂电：
目前，固态电池关键技术研究已有重要进展，已制造样品，未来在固态电池领域将加大研发投入。
卡耐新能源：
与中科院、哈佛大学、日本佐贺大学等全球知名研究机构及院校深入合作，加速固态电池等前沿技术的研发，目前在固态电池开发已取得突破性进展。
鹏辉能源：
目前，公司固态电池处于研发阶段，计划在未来2-3年内推出固态电池产品。
平煤国能锂电：
2018年9月，公司启动全固态锂电池生产线项目，总投入50亿元，其中一期5亿元，于2018年9月开始启动一期项目；全部建成将达到10GWh的高安全性、高比能动力锂电池产能。
作者：陈伟
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