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1个月前
简介...
各位听众朋友,这里是邦女郎财经列车,聪明的投资者都在这,本期我们探讨的话题是:新能源新蓝海会是固态电池吗?
固态电池的发展正从实验室迈向小批量生产阶段,已然脱离单纯的图纸规划,头部企业纷纷开启产业化布局。宁德时代在合肥投用的 5 吉瓦时中试线已进入小批量生产,比亚迪则在重庆基地规划了 20 吉瓦时产能,其中第一条产线计划 2025 年底落地,2026 年产能目标达 10 吉瓦时。然而,从行业整体规模来看,固态电池的占比仍极低。2024 年全球新能源车动力电池总使用量达 894.4 吉瓦时,固态电池的贡献却微乎其微。据宁德时代、比亚迪相关专家预测,2027 年固态电池电动车装车量占比仍将控制在 5% 以内,2030 年目标提升至 10% 以上,2035 年计划达到 30% - 40%,这意味着固态电池真正实现大规模应用大概率要等到 5 年后。
要判断固态电池的市场空间,需先明确其技术替代路径,过往电池技术迭代可提供参考。首先是对三元锂电池的替代趋势,此前磷酸铁锂电池对三元锂电池的替代已形成鲜明对比。2020 年三元锂电池在新能源车动力电池中占比超 70%,磷酸铁锂仅 20% 出头;到 2024 年两者比例彻底反转,磷酸铁锂占比突破 70%,三元锂降至 20% 左右。这主要得益于磷酸铁锂性能的快速提升,比亚迪刀片电池、宁德时代神行电池相继推出后,其充电速度追平三元锂,安全性更优,叠加电池管理系统优化与更低的价格,性价比优势凸显。不过,三元锂电池仍有不可替代的场景,高端车型因搭载多电机、空悬、CDC 减震、高性能卡钳等配置,整车质量更高,而三元锂电芯最高 310 瓦时/千克的能量密度(高于磷酸铁锂的 260 瓦时/千克),既能节省电池包重量留给增配,也能在同等重量下提供更大容量。固态电池的能量密度优势,正是瞄准了三元锂电池的这一核心应用场景。
在消费电子领域,目前手机、平板、笔记本等设备的主流电池为钴酸锂电池,其价格较高,但能量密度优于三元锂电池。从技术迭代逻辑看,这类高能量密度需求场景未来也将逐步被固态电池替代。
固态电池具有显著的核心优势,其中能量密度主导其竞争力。乘用车领域三元锂电芯最高约 310 瓦时/千克,磷酸铁锂电芯最高约 260 瓦时/千克,而固态电池电芯能量密度可达到 500 瓦时/千克。结合电芯占电池包质量 70% 的行业数据计算,100 度电的电池包,磷酸铁锂版本约重 550 千克,三元锂版本约 461 千克,固态电池版本仅需 285 千克。这带来两个关键价值,一是同等 461 千克电池包,固态电池可提供 162 度电容量;二是相同 100 度电容量,固态电池可减重 176 千克,为车辆增配创造空间。不过,固态电池的其他潜在优势如充电速度快,目前吸引力正减弱,因为动力电池整体已向 5C 充电速度迈进,且超充桩基础设施仍显不足;理论上固态电池不易燃爆、循环次数高,但应用初期受技术限制,这些优势暂未完全体现。
当前固态电池面临初期瓶颈,技术不成熟导致“价格高”与“循环次数低”的双重问题。成本层面,磷酸铁锂电芯约 0.3 元/瓦时,三元锂电池芯约 0.5 元/瓦时,硫化物全固态电池芯则达 1.5 - 2 元/瓦时。若换算为 100 度电电池包的电芯成本,磷酸铁锂约 4.5 万元,三元锂约 7 万元,硫化物全固态电池需 17 - 22 万元;叠加管理与结构件、制造与集成等额外成本(0.15 - 0.2 元/瓦时),成本差距进一步拉大。循环寿命层面,三元锂电池当前循环次数为 2000 - 6000 次,磷酸铁锂电池达 4000 - 15000 次;尽管固态电池理论循环次数更优,但受技术路径与制造水平限制,目前实际循环次数仅 800 - 1000 次。按每次循环 400 公里续航计算,800 次循环可覆盖 32 万公里,但实际路况下续航可能缩水,且使用中故障率风险较高。
固态电池的结构与传统三元锂电池存在明显区别,核心组成包括正极、负极与固态电解质。正极与三元锂电池类似,以高镍三元材料为主,长期将向富锂锰基等锰系材料演进。严格来说,固态电池的正极是“正极组件”,由正极材料层与集流体构成,三元锂电池正极集流体多为铝箔,硫化物固态电池则常用不锈钢或镍基合金。负极是固态电池能量密度提升的关键,传统三元锂电池负极以天然石墨为主(理论比容量 372 毫安时/克);半固态电池阶段采用“石墨 + 高比例硅基”组合;全固态电池阶段将逐步过渡到硅基负极、锂金属负极(理论比容量约 4000 毫安时/克)。对应的集流体材料也会变化,三元锂电池负极用铜箔,硫化物固态电池则倾向纯镍箔或镍基合金。固态电解质是固态电池与液态电池的核心区别,三元锂电池依赖“六氟磷酸锂 + 溶剂 + 添加剂”的液态电解液与隔膜,固态电池则完全取消这两者,改用固态电解质。目前固态电解质分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四大技术路线,其中硫化物路线是全球研发核心,被视为未来全固态电池的主流方向。不过,这三大核心部件目前仍面临诸多技术难题,需持续攻关才能推动固态电池成熟。
从产业链角度看,固态电池的商业化对多数锂电池企业未必是增量机会,因其主要替代三元锂电池,而非开辟全新市场;相对而言,设备类企业可能因产线升级需求获得更多业绩增量。从消费者购车角度,部分人计划“凑活 1 - 2 年再买固态电池车型”,担心当前购车 2 年后过时,但这一想法并不合理。未来 5 年固态电池将进入快速降本周期,且技术仍在快速迭代,若 1 - 2 年内高价购入早期固态电池车型,很可能成为“技术先驱”,面临后续技术更新快、车辆残值率低等问题。
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注:
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德邦基金在本音频中的所有观点仅代表德邦基金在本音频成文时的观点,德邦基金有权对其进行调整;在不同时期,德邦基金可能会发出与本音频所载不一致的观点。
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固态电池的发展正从实验室迈向小批量生产阶段,已然脱离单纯的图纸规划,头部企业纷纷开启产业化布局。宁德时代在合肥投用的 5 吉瓦时中试线已进入小批量生产,比亚迪则在重庆基地规划了 20 吉瓦时产能,其中第一条产线计划 2025 年底落地,2026 年产能目标达 10 吉瓦时。然而,从行业整体规模来看,固态电池的占比仍极低。2024 年全球新能源车动力电池总使用量达 894.4 吉瓦时,固态电池的贡献却微乎其微。据宁德时代、比亚迪相关专家预测,2027 年固态电池电动车装车量占比仍将控制在 5% 以内,2030 年目标提升至 10% 以上,2035 年计划达到 30% - 40%,这意味着固态电池真正实现大规模应用大概率要等到 5 年后。
要判断固态电池的市场空间,需先明确其技术替代路径,过往电池技术迭代可提供参考。首先是对三元锂电池的替代趋势,此前磷酸铁锂电池对三元锂电池的替代已形成鲜明对比。2020 年三元锂电池在新能源车动力电池中占比超 70%,磷酸铁锂仅 20% 出头;到 2024 年两者比例彻底反转,磷酸铁锂占比突破 70%,三元锂降至 20% 左右。这主要得益于磷酸铁锂性能的快速提升,比亚迪刀片电池、宁德时代神行电池相继推出后,其充电速度追平三元锂,安全性更优,叠加电池管理系统优化与更低的价格,性价比优势凸显。不过,三元锂电池仍有不可替代的场景,高端车型因搭载多电机、空悬、CDC 减震、高性能卡钳等配置,整车质量更高,而三元锂电芯最高 310 瓦时/千克的能量密度(高于磷酸铁锂的 260 瓦时/千克),既能节省电池包重量留给增配,也能在同等重量下提供更大容量。固态电池的能量密度优势,正是瞄准了三元锂电池的这一核心应用场景。
在消费电子领域,目前手机、平板、笔记本等设备的主流电池为钴酸锂电池,其价格较高,但能量密度优于三元锂电池。从技术迭代逻辑看,这类高能量密度需求场景未来也将逐步被固态电池替代。
固态电池具有显著的核心优势,其中能量密度主导其竞争力。乘用车领域三元锂电芯最高约 310 瓦时/千克,磷酸铁锂电芯最高约 260 瓦时/千克,而固态电池电芯能量密度可达到 500 瓦时/千克。结合电芯占电池包质量 70% 的行业数据计算,100 度电的电池包,磷酸铁锂版本约重 550 千克,三元锂版本约 461 千克,固态电池版本仅需 285 千克。这带来两个关键价值,一是同等 461 千克电池包,固态电池可提供 162 度电容量;二是相同 100 度电容量,固态电池可减重 176 千克,为车辆增配创造空间。不过,固态电池的其他潜在优势如充电速度快,目前吸引力正减弱,因为动力电池整体已向 5C 充电速度迈进,且超充桩基础设施仍显不足;理论上固态电池不易燃爆、循环次数高,但应用初期受技术限制,这些优势暂未完全体现。
当前固态电池面临初期瓶颈,技术不成熟导致“价格高”与“循环次数低”的双重问题。成本层面,磷酸铁锂电芯约 0.3 元/瓦时,三元锂电池芯约 0.5 元/瓦时,硫化物全固态电池芯则达 1.5 - 2 元/瓦时。若换算为 100 度电电池包的电芯成本,磷酸铁锂约 4.5 万元,三元锂约 7 万元,硫化物全固态电池需 17 - 22 万元;叠加管理与结构件、制造与集成等额外成本(0.15 - 0.2 元/瓦时),成本差距进一步拉大。循环寿命层面,三元锂电池当前循环次数为 2000 - 6000 次,磷酸铁锂电池达 4000 - 15000 次;尽管固态电池理论循环次数更优,但受技术路径与制造水平限制,目前实际循环次数仅 800 - 1000 次。按每次循环 400 公里续航计算,800 次循环可覆盖 32 万公里,但实际路况下续航可能缩水,且使用中故障率风险较高。
固态电池的结构与传统三元锂电池存在明显区别,核心组成包括正极、负极与固态电解质。正极与三元锂电池类似,以高镍三元材料为主,长期将向富锂锰基等锰系材料演进。严格来说,固态电池的正极是“正极组件”,由正极材料层与集流体构成,三元锂电池正极集流体多为铝箔,硫化物固态电池则常用不锈钢或镍基合金。负极是固态电池能量密度提升的关键,传统三元锂电池负极以天然石墨为主(理论比容量 372 毫安时/克);半固态电池阶段采用“石墨 + 高比例硅基”组合;全固态电池阶段将逐步过渡到硅基负极、锂金属负极(理论比容量约 4000 毫安时/克)。对应的集流体材料也会变化,三元锂电池负极用铜箔,硫化物固态电池则倾向纯镍箔或镍基合金。固态电解质是固态电池与液态电池的核心区别,三元锂电池依赖“六氟磷酸锂 + 溶剂 + 添加剂”的液态电解液与隔膜,固态电池则完全取消这两者,改用固态电解质。目前固态电解质分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四大技术路线,其中硫化物路线是全球研发核心,被视为未来全固态电池的主流方向。不过,这三大核心部件目前仍面临诸多技术难题,需持续攻关才能推动固态电池成熟。
从产业链角度看,固态电池的商业化对多数锂电池企业未必是增量机会,因其主要替代三元锂电池,而非开辟全新市场;相对而言,设备类企业可能因产线升级需求获得更多业绩增量。从消费者购车角度,部分人计划“凑活 1 - 2 年再买固态电池车型”,担心当前购车 2 年后过时,但这一想法并不合理。未来 5 年固态电池将进入快速降本周期,且技术仍在快速迭代,若 1 - 2 年内高价购入早期固态电池车型,很可能成为“技术先驱”,面临后续技术更新快、车辆残值率低等问题。
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