摘要:产业链加速动态: 当前全固态电池产业链各环节对其兴趣显著提升,覆盖材料端、设备、电芯及下游客户等环节。产业链上游材料端尤其受益,其中硫化物电解质如硫化锂等材料实现大幅降本。以硫化锂为例,2017年其价格约为200元/克,当前已降至约20元/克,降幅达10倍。产
1、固态电池产业链现状与进展
产业链加速动态: 当前全固态电池产业链各环节对其兴趣显著提升,覆盖材料端、设备、电芯及下游客户等环节。产业链上游材料端尤其受益,其中硫化物电解质如硫化锂等材料实现大幅降本。以硫化锂为例,2017年其价格约为200元/克,当前已降至约20元/克,降幅达10倍。产业链推进方面,头部企业纷纷投入资金、招纳人员并建设中试线,部分企业已建成量产线,产能规模达零点几个吉瓦时。从政策与产业进程看,国家项目推动下,行业呈现积极且快速的加速发展态势,2025年各企业基本可达到3月份的技术水平,相较于2024年国家项目启动时,发展速度明显加快。
应用前景与挑战: 全固态电池的应用仍处于测试阶段,预计2025 - 2026年A3口标准基本达成,2027年或有样车推出。但从已小批量装车的样车性能看,其表现未优于当前液流电池。尽管产业链各环节积极推进,但应用前景的商业价值尚未被100%认定,目前更多是国家引导与头部企业先行投入,实际商业化价值仍需进一步验证。
2、工信部中期验收情况分析
验收节奏与企业送样: 工信部固态电池中期验收时间为Q2-Q3。6家企业均已完成送样,但性能未达预期。能量密度目标为400瓦时,实际仅370 - 380瓦时;循环寿命方面,部分企业循环不足300周;快充性能上,液态电池铁锂可15分钟快充(部分12分钟),固态电池仅0.3C水平,采用EC技术的企业能量密度仅接近300瓦时。此外,安全性、首效(首效低影响后续循环)、动力学特性(高功率放电需求)等方面也存在问题,整体性能不及预期。
验收标准与退出机制: 验收采用综合打分机制,涵盖能量密度、循环、成本等多指标,按完成度打分(如目标400瓦时,完成360或380则打80多分),最终加权平均得分80%以上达标。验收有退出机制,部分性能未达预期企业可能退出,有非首批企业想补位。非首批企业可将样品送天津或北京第三方认证(检测盖章认可),国家会与首批6家比较,表现优者或获政策倾斜或话语权提升。如某一级央企投资大、团队多,已制作大电芯并计划2026年完成(早于国家项目2027年总周期),欲树立领先形象。
验收结论与项目周期: 虽固态电池性能不及预期,但中期验收预计可通过,因考核重综合性能,省部级项目通常无不合格情况,结论预计Q4初期发布。项目总周期至2027年结束。对比2019 - 2020年国家推动的300瓦时项目,虽成功(企业完成度高),但受补贴退坡影响,装车以磷酸铁锂为主,商业化价值有限;不过推动了技术进步,后续或在低空飞行器等领域发挥作用。
3、全固态电池标准与应对
行业标准定义: 全固态电池行业标准已制定完成,为120摄氏度真空条件下失重≤1%,无明显流动性。该标准于2025年4、5月由国家颁布,并通过新闻联播报道。当前行业存在企业应对标准的情况,部分企业可能掺杂液体材料实现性能达标,各企业已开始准备plan B方案。不过,相关应对情况为行业传闻,无法保证百分百准确。
4、固态电池政策与商业化
财政拨款与补贴预期: 当前固态电池相关政策资金并非补贴,而是财政拨款,约几十亿,用于研究及试验性应用。拨款分阶段拨付:项目启动竞标通过后拨一部分;中期考核通过再拨一部分;项目结题拨付剩余资金。未来千亿级补贴预计在2027年后全固态电池示范性装车后推出。补贴方向待定,可能在消费者、电芯或材料端,国家仍在讨论。
5、设备端技术壁垒与进展
设备共用性与改造: 软包产线与全固态电池产线的设备约70%可共用,但需部分改造和升级。压力设备需调整以提供更大压力,叠片机因无隔膜操作更简易。传统锂电池未涉及的边缘封胶、电压机等设备需技术积累,等压机技术壁垒高;点胶机、3D打印机等难度低;辅合机与滚压机相似,普通厂家可生产。
关键设备(等压机)进展: 传统等压机单缸间歇式工作,放入电池加压5分钟后取出。如今已实现连续化生产,设备可卧式设计,支持多电芯连续加压。国内外均推出原型机并有人采购。主要供应商有四川、包头、太原企业:四川设备外观和可靠性好但价高;包头设备价低且无大问题;太原设备原理不同、价格最低,部分性能优于日本和包头设备。以0.5ppm产能设备为例,最低约120万元/台。设备多非标定制,单产线通常配1 - 2台,紧急时可能增加采购。
电池包压力挑战: 全固态与液态电池对电池包压力需求差异大。液态电池包初始压力约0.15兆帕,末期约0.5兆帕;全固态电池包超5兆帕,是液态的十倍多。电池包设计需强化,屈服强度从几十兆帕提至100兆帕,液态电池包设计方案无法满足。宁德、比亚迪、国轩等企业推进整体方案;蜂巢、远景等聚焦电池端问题。解决压力挑战需双向推进,生产端降压力,设计端提耐压能力。
6、材料端技术与放量节奏
硫化物提纯路线: 当前硫化物提纯主流路线为固相法,成本最低、效率最高,目前基本以固态路线为主。
设备与材料放量: 设备市场已进入卖方市场,供应商态度转变,当前设备需求紧张,无需等年底。2027年工信部1000万辆装车目标对应的固态电池产线需求有限。部分公司因投入成本高(如投10亿仅能装少量车且可能无法商业化落地),对固态电池投入保守;未获国家项目或非中字头、国企的公司,态度更谨慎。
固固界面解决方案: 为解决固固界面接触问题,产业界提出在固态电解质中添加导电剂增强导电性,正负极均需添加。导电剂有Super P、碳纳米管等,3D碳纳米管在负极应用效果好但成本高。当前企业更重性能匹配,对成本考虑少;预计2025年后,或转向成本更低的Super P等传统导电剂。
Q&A
Q:市场关注的工信部固态电池中期验收相关时间节奏如何?
A:工信部固态电池中期验收预计在Q2-Q3进行。当前头部企业固态电池性能未达预期,能量密度多为370-380瓦时,部分企业循环次数不足300周,但大电池生产能力无问题。因性能未达预期,部分企业可能退出,同时有新企业加入,部分企业希望通过后续机会进入国家队。
Q:第一批6家企业是否均已完成送样?
A:第一批6家企业均已完成送样。
Q:第一批6家企业是否均已完成送样?若部分企业存在问题,具体涉及哪些性能指标?
A:第一批6家企业均已完成送样。当前部分企业电芯存在性能不及预期问题,具体表现为能量密度、安全性、循环性能、状态稳定性不足;首效较低影响后续循环;动力学性能未达标,快充性能仅处于0.3C水平;部分表现稍好的EC型号能量密度更低,整体性能未达预期。
Q:若本次送样产品中部分能量密度未达标,项目时间是否会顺延或采取其他措施?
A:项目时间是否顺延或采取其他措施需协商确定。国家项目研发存在成功与失败的可能,验收采用综合打分机制:各项指标按实际完成情况评分,所有交付物评分平均后乘以权重系数,最终得分80%以上即可达标验收。项目能否验收不取决于是否完全达成目标,但缺乏实用性或商业化价值是主要担忧。
Q:市场观点认为单个性能未达标问题不大,主要依据综合得分是否过门槛,当前的主要矛盾是否在于能否实现商业化应用?
A:国家项目采用综合打分机制,各项指标按实际完成情况评分,最终综合得分需达80%以上即可验收达标。以2019-2020年国家300瓦时项目为例,项目完成后具备装车能力,但受补贴退坡影响,实际装车以磷酸铁锂为主。该项目对国家和企业均属成功,但短期商业价值有限,其技术成果对市场仍有推动作用。
Q:当前市场预期下,该项目中期验收能否在Q4初期结束并得出具体结论?
A:该项目整体计划于2027年结束。当前行业水平已明确,且相关数据已提交国家电网核算,因此中期验收预计可在Q4初期结束并得出具体结论。尽管结果可能不及预期,但仍可通过验收。
Q:中建提到的电芯综合性性能测试中,是否存在某一项性能不达标即判定为不合格的情况?
A:参加省部级大项目的电芯测试不会出现因某一项性能不达标而判定不合格的情况,但相关信息的准确性无法完全保证。团队与公司同事针对性能问题的解决进行了讨论并提出方案。
Q:全固态电池标准是否存在调整计划?此前对掺杂液体的严苛要求是否意味着需通过掺杂类似液体的导电剂来达标?
A:全固态电池标准并未调整,已制定完成,具体要求为120摄氏度真空条件下失重≤1%。该标准允许通过液态方法实现达标,目前各企业正针对此标准准备Plan B方案,通过技术调整适应标准要求。
Q:中心验收的退出机制如何运作?非原6家企业的电芯企业如何参与?
A:中期验收阶段,非原6家企业可将样品提交国家第三方认证,与原6家企业样品进行对比。若表现更优,可能获得政策倾斜、提升行业话语权或直接被纳入后续政策支持范围。例如,某新成立的一级央企,早期投资力度大、团队规模大,已开展大型项目并计划向西部拓展,其目标为2026年完成相关任务,意图通过提前达标在行业评价中占据优势。
Q:向天津地区送样的企业是否仅限于第一批名单中的6家,未在第一批名单的其他企业是否也可以送样?
A:未在第一批名单的其他企业也可以向天津地区送样,需支付费用进行测试,天津或北京相关机构认可测试结果并盖章。
Q:国家工信部针对固态电池是否会出台第二批补贴政策?产业界是否有相关预期?
A:目前未听说第二批补贴政策相关信息。所谓补贴实为分批次财政拨款,根据项目中期进展及结题情况分阶段拨付。传闻该类拨款额度较大,可能类似电车领域的千亿级补贴,预计相关政策或于20年后落地。
Q:固态电池补贴政策是否可能在15年后推出,类似于液态电池推广时给予终端或车端的补贴?
A:固态电池补贴的具体流向目前尚无定论,国家仍在讨论中。若该政策属实,未来固态电池领域有望迎来发展机遇。
Q:半固态与全固态电池是长期共存状态还是过渡态?当前以半固态为主,全固态后续追赶的时间节点如何判断?
A:半固态电池的定义存在模糊性,其本质多为添加少量电解液或氧化物的液态电池,能量密度提升主要由正负极材料决定,而非固态技术突破。半固态概念的兴起源于全固态电池技术未成熟时的市场炒作,部分企业借此上市或吸引客户关注,但实际应用有限。从技术发展看,全固态电池是最终方向,但半固态作为概念名称将长期共存,仍会有企业基于凝胶态、果冻态等技术形式继续炒作。
Q:等压机目前是否不适合连续化生产?该设备是否为固态电池中无法替代的设备?
A:去年此时等压机确实无法优化连续化生产,但当前已实现连续化生产,原型机已推出多台并有人采购。传统等压机工作原理为将电池放入缸内加压5分钟后取出,现通过卧式设计改进实现连续化,中日均具备生产能力。连续化生产已无需担忧,可根据需求通过增加设备调整PM。
Q:国内新岛、川崎仪器、包头克克发等等加机设备的性能及优缺点如何?
A:当前正与相关厂商进行需求文件沟通。四川与包头设备对比,倾向选择四川设备,其虽价格较高但外观工艺及可靠性更优;包头设备价格较低且无明显缺陷。太原设备操作原理与前两者不同,是价格最低的选项,经设备开发团队评估其性能无显著劣势,部分工作原理下的压力甚至可能优于日本及包头设备。目前无法预测设备使用10年后的状态,但当前表现显示太原设备性价比突出。
Q:性能较好的设备单台价格区间如何?若换算至单G20,价值量是多少?
A:设备价格差异较大,高价主要因外观、自动化程度、面板及防护设计,核心部分价格相近。设备多为非标定制,以354型号为例,最小产能0.5ppm时,设备最低价格约120万。
Q:单产线使用该设备时,是否需要多台配合使用?
A:单产线通常配置1-2台设备即可满足需求;若资金充足或需进行多方案比较、内部升级、IP管理、产能提升及供应商管理,可能购买多台不同类型设备;紧急需求或压力较大时也会增加采购量。
Q:全固态电池生产环节加压后,电池包在软包pack环节上车时内部的压力是否目前可接受,还是需要进一步降低?
A:当前液态电池压力较小,BOL初始压力约0.15兆帕,最终约0.5兆帕;而工业电池压力普遍在5兆帕以上,是液态电池的十倍以上。全固态电池对钣金等部件的屈服强度要求更高,需从几十兆帕提升至100兆帕,液态电池的pad设计方案无法满足。行业内企业均在推进相关方案,但进展存在差异:CA、比亚迪、国轩等企业进展较快,覆盖材料、电池、模组及BMS端的整体方案;日本企业及蜂巢、远景等进展较慢,主要聚焦电池端的功率、良率及失效分析等基础问题,尚未在压力相关方案上立项。
Q:电池端与Pack端面临的高压力问题最终如何解决?是通过生产端降低压力,还是通过提升Pack耐压性,这两个方向中哪个需要投入更多努力?
A:该问题需双向解决,生产端降低压力与提升Pack耐压性两个方向需协同合作,而非单一方向或部门独立承担。
Q:如何看待硫化物的几种提纯路线?
A:目前硫化物提纯主要采用固相法,该路线成本最低、效率最高,行业选择时主要考虑价格、产能及性能。
Q:设备和材料的放量节奏及产业成熟度方面,今年年底到明年年初是否会有较大的固态相关设备订单?
A:自今年年初起,供应商态度已发生显著转变,从过去需求方主动催促交付设备,转变为供应商主动争取合作,当前固态相关设备市场已趋近卖方市场,显示设备需求旺盛。
Q:除这些企业外,哪些企业对强控电池的采购热情更高?
A:主流车型客户普遍存在需求,但更倾向于直接提供整车安装方案。当前瓶颈在于企业是否愿意投入资金制作样车,由于投入产出比低,未获国家项目或非央企/国企的企业对强控电池采购态度较为保守。
Q:产业界是否提出通过在固态电解质中添加导电剂以改善固固界面接触问题并提升导电性?
A:导电剂在正极和负极均为必需添加。
Q:材料体系的具体配方是否已确定?目前是否有较优方案?
A:材料体系配方因企业不同存在差异,但正极材料基本统一采用高镍三元、硫化物、导电剂及黏结剂,工艺以干法为主;负极材料主要为CAD规范材料加硫化物,部分企业会掺石墨以提升循环和动力学性能。导电剂类型包括Super P、CBCF、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管等,其中3D碳纳米管在负极应用效果显著,尽管价格昂贵,但当前阶段行业更注重性能匹配,倾向选择高价优质材料;预计20年后,行业可能转向选择Super P等传统一维或二维导电剂,因碳纳米管成本较高。
来源:全产业链研究一点号