固态电池发展不仅与技术路线选择相关,也与市场需求、供给端的产业链成熟度紧密相连。
与传统液态锂电池趋同,固态电池产业链上游原材料也同样包括正极材料、负极材料、电解质(固态)、隔膜(全固态电池无需)等主要环节,下游应用领域相同,即包括消费电子产品、电动汽车动力系统、储能系统。固态电池作为传统液态锂电池的升级替代品,从下游需求端看,不论是原有市场存在更新迭代量,还是未来新增的需求量,固态电池下游市场空间巨大。根据中债资信预测,2024年消费、动力、储能三大领域锂电池全球需求量合计将近1,600GWh,其中中国需求量(含出口)将近1,100GWh。
从供给端产业链视角看,固态电池上游原材料在满足固态电池技术发展过程中呈现如下变化:
1、正极材料,现有生产体系下基本可以维持现状,技术改动较小。意味着现有供应链和生产工艺能够较好地适应固态电池的需求,无需大规模重构,有利于成本控制和生产效率的保持。
2、负极材料,面临技术革新与挑战。固态电池技术的发展,尤其是在电解质固化的背景下,对负极材料提出了更高的能量密度要求。传统的液态锂离子电池通常使用碳系材料(如石墨)作为负极,这类材料理论比容量相对有限,制约了电池整体能量密度的提升。而固态电池由于采用固态电解质替代了液态电解质,不仅提高了安全性、减少了体积、增强了热稳定性,也为负极材料的选择提供了新的可能性。硅基负极和锂金属负极材料相较于传统的碳系负极具有更高的理论比容量,有助于提升电池的整体性能,但应用面临较大的成本问题,目前这类材料的售价通常约为人造石墨负极材料的3倍,高昂的价格阻碍了其在市场上的广泛应用。为解决这一问题,关键在于扩大生产规模、优化工艺以降低成本,从而提升其经济性。