固态电池技术的突破能否给电池行业带来福音?

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20 王勇明 • 2017-11-21 09:56:33  来源:前瞻产业研究院 E1007G1

提到电池,大家并不陌生,日常所用的手机、平板等各种消费电子产品以及工业级电子产品、电力发电装置等需要用到电池以为其储能并实现供电功能。即便有这么大的功用,电池依然是那些光鲜亮丽产品背后的那个默默无闻者,电池市场也是一派风平浪静的景象。直到2017年11月16日,菲斯克公司发布了一条消息称"公司已于本周申请了一项固态电池专利",据悉,该款固态电池可使电动汽车的续航能力提升至骇人听闻的804公里,而且充电时间仅需要1分钟!公司并声称将在2018年1月份推出该项电池技术。相比于目前电动汽车电池最大续航里程300余公里而充电则需几十分钟甚至几个小时的时间,菲斯克公司固态电池技术的问世确实如"平地惊雷"让人震惊!

现有锂电池技术短板严重,电池企业业绩受挫

目前市面上使用规模最大的电池是锂电池,该种电池不仅可以用于受众巨大的小型消费电子产品,如手机、PC等,还可以用来为汽车提供动力,也就是俗称的动力锂电池。对于绝大多数手机消费者来说,电池的续航能力是其购买手机考虑的主要问题之一,即使续航能力不够强也可以用充电宝来弥补其不足,尤其是目前"充电五分钟,通话两小时"的技术基本可以满足消费者的需求。但在汽车领域则不同,充电时间长、续航里程短一直都是电动汽车市场高速扩展的阻碍,没有消费者可以忍受行驶两小时充电50分钟的煎熬。

菲斯克公司研发出的固态电池技术能够引起轰动绝非偶然。菲斯克公司的技术公告称"由于材料和制造方面的进步,固态电池技术的成本仅为常规锂电池2020年预计成本的1/3。",这才是市场人士关注的重点所在,据前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国动力锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》显示,2017年以来我国动力锂电池企业正遭遇着业绩的"寒冬",大部分企业营收虽在增长但利润却在下降,还有一部分企业营收和利润双下降!

图表1:国内领先动力锂电池企业业绩表现(单位:亿元,万元,%)

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资料来源:前瞻产业研究院整理

众所周知,动力锂电池的正极材料为锂离子,而锂离子则来源于锂矿,目前世界上锂矿储量有限且不可再生。在锂电池产能不断扩展而锂矿资源供给一定的形势下,锂电池材料价格一路猛涨;反观锂电池产业的下游新能源汽车方面,国家对电动汽车的补贴以及企业主体的促销等因素带动新能源汽车销量逐年走高,而销量走高的趋势却倒逼汽车产品价格的下降,进而锂电池成品价格也随着下降。处于材料成本提升--成品价格下降夹缝中的企业则面临着如上窘境--利润规模不断缩小!正是动力锂电池一手造就了这样的业绩寒冬!

破局之路势在必行

为了打破锂离子电池本身具有的资源有限性以及材料高成本桎梏,各国电池研究机构、专家、学者以及企业主体都在寻求新的能够在材料成本以及性能上对现有锂电池进行替代的电池技术或产品,破局之路逐渐开启。

太阳能电池应用扩展,商业化趋势明朗

在纯电动汽车进入公众视野之前,太阳能汽车一度被认为是未来最具有前景的汽车类型之一。不过目前的太阳能电池技术仍然达不到汽车的使用需求。主要受制于太阳能容易受到日照条件、地理位置以及角度等的影响而导致转换的效率较低,提供的储能无法满足大功率运行的电动汽车的动力需求。但太阳能电池目前已经可以应用在汽车电气设备的储能以及充电领域。2017年8月,阿尔塔设备公司与奥迪公司在太阳能电池领域展开合作,双方将开发奥迪/汉能薄膜太阳能电池研发项目。

钠离子电池技术问世

2017年10月9日,由著名华裔材料科学家鲍哲南和崔屹领衔的材料科学研究团队,成功研发出了一种新型钠离子电池阴极材料。该材料拥有极高的电池容量且循环寿命大幅增加,有望取代因矿产资源储量有限而价格高昂的锂离子电池。据悉,在电池容量以及材料成本方面,该钠离子电池均完胜锂离子电池。

图表2:锂离子电池与钠离子电池性能比较分析

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注:以锂离子电池整体成本为基础,钠离子电池整体成本仅为锂离子电池的80%左右。

资料来源:前瞻产业研究院整理

但据该研究团队介绍,目前钠离子电池技术仍处于实验室阶段,仍有许多技术性难题需要继续破解以及完善,离真正走向市场进行商业化仍有一大段距离。不管怎样,未来钠离子电池依然有替代锂离子电池的可能性。

固态电池技术取得突破,商业化前景可期

如前所述,虽然我们已经初步掌握了太阳能电池的技术,然而太阳能电池仍具有太多不确定因素;我们虽然已经掌握了钠离子电池技术也知道它具有比锂离子电池完美的多的性能,但它仍离商业化运作太远。而随着固态电池技术取得突破,它具有更高的可行性,也因此受到市场青睐。菲斯克公司申请固态电池技术专利也标志着菲斯克在动力电池领域走在世界的前沿,然而处在电池技术巅峰的菲斯克并不孤单,根据客观资料显示,目前国际上已有众多机构或者市场主体都在固态电池技术的研发上有所布局。

图表3:国内外研究机构与企业主体固态电池技术研发布局

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资料来源:前瞻产业研究院整理

任何一项技术的落地都需要国家以及市场主要参与者--企业的积极布局。固态电池技术相比现有锂电池技术具有较大的续航、充电以及成本优势,也就意味着它具有更大的商业前景。在国家研究机构以及企业主体的带动下,固态电池技术的商业化前景值得期待!

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