2020年中國全固態鋰電池行業市場全景調研分析及發展戰略預測咨詢
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全固態鋰電池是相對液態鋰電池而言,是指結構中不含液體,所有材料都以固態形式存在的儲能器件。具體來說,它由正極材料+負極材料和電解質組成,而液態鋰電池則由正極材料+負極材料+電解液和隔膜組成。
從出現的時間節點來看,全固態金屬鋰電池要早于液態鋰離子電池,只不過在早期,全固態金屬鋰電池的電化學性能、安全性、工程化制造方面一直無法滿足應用要求。液態鋰離子電池通過不斷改進,綜合技術指標逐漸滿足消費電子類市場應用需求,后來被更多的市場所接受。從技術發展趨勢來看,相比液態鋰離子電池,全固態金屬鋰電池有可能具有安全性能好、能量密度高和循環壽命長等優點。近年來,固體電解質材料,特別是硫化物電解質材料在離子電導率方面取得了重大突破,因此全固態鋰電池技術漸漸開始引起世界范圍內的研發機構和大型企業的重視。
全固態鋰電池的分類:伴隨著全固態鋰電池熱的興起,各種“全固態”或“固態”概念的鋰電池相繼出現,存在著混淆概念的現狀。
(1)液態鋰電池:電芯在制造過程中不含有固體電解質,只含有液體電解質的鋰電池,包括液態鋰離子電池和液態金屬鋰電池。
(2)凝膠電解質鋰電池:電芯中液態電解質以凝膠電解質形式存在,電芯中不含固體電解質,這實際屬于液態鋰離子電池范疇。
(3)半固態鋰電池:電芯電解質相中,質量或體積的一半是固體電解質,另一半是液體電解質;或者電芯中一端電極是全固態,另一端電極中含有液體。
(4)準固態鋰電池:電芯的電解質中含有一定的固體電解質和液體電解質,液體電解質的質量或體積小于固體電解質的比例。
(5)固態鋰電池:電芯中含有較高質量或體積比的固體電解質,同時含有少量液體電解質的電池,被一些研究人員稱之為“固態鋰電池”,但這實際上不是全固態鋰電池。
(6)合固液鋰電池:電芯中同時存在固體電解質和液體電解質。包括前述半固態、準固態、固態鋰電池等均為混合固液鋰電池的一種。由于不需要人為根據固液比例分類,也不會產生歧義,推薦使用這一術語,也可以稱為“混合固液電解質鋰電池”。
(7)全固態鋰電池:電芯由固態電極和固態電解質材料構成,電芯在工作溫度范圍內,不含有任何質量及體積分數的液體電解質,也可稱為“全固態電解質鋰電池”。能夠充放電循環的可進一步稱為“全固態鋰二次電池”或“全固態電解質鋰二次電池”。
總結而言,鋰電池根據電解質不同可以分為液態鋰電池,混合固液鋰電池和全固態鋰電池三大類。根據負極的不同可以分為負極為金屬鋰的金屬鋰電池和負極不含金屬鋰的鋰離子電池。
市場需求:隨著能源危機和環境污染問題的日益突顯,人們對清潔、可再生能源的需求越來越迫切。實際應用中,太陽能、風能、水力等可再生能源需要被轉化為電能等二次能源才能廣泛被人們加以利用。為解決這類自然可再生能源與電力需求在時空分布上的不匹配問題,儲能技術的發展必不可少。在眾多儲能技術中,電化學儲能技術,即電池的使用受到人們越來越多的關注。電池儲能具有高效、規??烧{的特點,既可整合于電力系統作為能量儲存單元,起到對電網削峰填谷的作用,提高電網運行的可靠性和穩定性,也可用于移動通訊、新能源汽車等領域,為人類生活質量的提高提供源源不斷的能量支持。
對于全固態鋰電池來說,當前階段最大的需求來自于汽車產業,隨著新能源汽車的鋪開提上日程,各大車企紛紛布局全固態鋰電池,期待3-5年后開始全固態鋰電池的商業化生產。除此之外,消費電子、智能家居和航天航空等領域也存在一定的全固態鋰電池需求。
重點需求領域:發展新能源汽車是國家戰略。經過10余年的研究開發和示范運行,我國新能源汽車行業已經形成了從原材料供應、動力電池、整車控制器等關鍵零部件研發生產,到整車設計制造,以及充電基礎設施的配套建設等完整的產業鏈,具備了產業化基礎。在國家及地方政府配套政策的支持下,我國新能源汽車實現了產業化和規?;娘w躍式發展。
據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國全固態鋰電池市場研究及投資建議預測報告》統計數據顯示:2019年,新能源汽車產銷分別完成124.2萬輛和120.6萬輛,同比分別下降2.3%和4.0%。其中純電動汽車生產完成102萬輛,同比增長3.4%;銷售完成97.2萬輛,同比下降1.2%;插電式混合動力汽車產銷分別完成22.0萬輛和23.2萬輛,同比分別下降22.5%和14.5%;燃料電池汽車產銷分別完成2833輛和2737輛,同比分別增長85.5%和79.2%。2019年,新能源受補貼退坡影響,下半年呈現大幅下降態勢。
2011-2019年中國新能源汽車產銷量分析
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數據統計:中金企信國際咨詢
2011-2019年中國純電動汽車產銷量現狀分析
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數據統計:中金企信國際咨詢
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2011-2019年中國插電式混合動力汽車產銷量分析
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數據統計:中金企信國際咨詢
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考慮到傳統車排放標準及檢測方式趨嚴,我們預測燃油負積分近幾年將維持30%增長,后增速放緩至25%。預計2021-2023年新能源乘用車產量分別為314、385和470萬輛,充分抵扣情況下,產量分別為155、187和222萬輛。
市場需求前景:我國全固體鋰電池受到產業政策的引導,國內已經有多家企業在全固態鋰電池領域進行布局,并各自推出了全固態鋰電池產業化的時間表,預計從2020年全固態鋰電池將會逐漸進入市場,并在未來幾年開始快速增。一旦全固態鋰電池實現商業化量產,在替代液態鋰電池上,將大有可為,預計到2025年全固態鋰電池的需求量將突破27.8GWH。其市場規模會突破1100億元。