2026年中国固态电池行业技术发展情况 我国固态电池生产流程较为复杂且路径较多【组图】

廖子璇

以下数据及分析来自于前瞻产业研究院固态电池研究小组发布的《中国固态电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告

行业主要上市公司:比亚迪(002594.SZ)、上汽集团(600104.SH)、蔚来汽车(NIO)、宁德时代(300750.SZ)、孚能科技(688567.SH)、国轩高科(002074.SZ)等

本文核心数据:技术;固态电池;

中国固态电池行业技术/工艺/流程图解

——工艺流程

我国固态电池生产流程较为复杂且路径较多,主要是通过对于固态电池原材料进行混合、溶解等方式后获得固态电池所需薄膜,之后结合电极组件通过沉积固态电极、薄膜沉积以及致密化处理从而获得固态电池的过程。

图表1:中国固态电池行业工艺流程

注:PVD为物理气相沉积,CVD为化学气相淀积,PLD为脉冲激光沉积技术,ALD为原子层沉积技术。

——关键工艺

固态电解质核心工艺在于成膜,可分为干法、湿法和其他工艺。固态电池的制造,核心工艺在于固态电解质成膜环节,电解质的成膜工艺会影响电解质厚度及相关性能,厚度偏薄,会导致其机械性能相对较差,容易引发破损和内部短路,偏厚则内阻增加,并由于电解质本身不含活性物质,降低电池单体和系统的能量密度。

图表2:固态电池关键工艺

——各类固态电解质制造工艺特点

聚合物可兼容更多工艺,硫化物对环境要求较高,氧化物适用于沉积与流成型法。固态电解质成膜方法较多,聚合物、硫化物和氧化物可结合自身特点匹配最合适的成膜工艺。1)聚合物固态电解质因为其加工性能最优,具有最强的工艺兼容性,除了因无法造粒不适用于沉积法之外,采用干法延压、干法喷涂、挤出、流延成型和浸润等工艺均可实现聚合物固态电解质成膜。2)硫化物因空气稳定性较差,不适合高温条件的挤出法和小尺寸的沉积法,除此之外的延压、喷涂等工艺均可用于硫化物固态电解质成膜。3)氧化物因具有陶瓷特性,脆性高,需结合颗粒沉积+烧结的方式成膜,或者在溶液共混条件下流延成型。

图表3:三种主流固态电解质成膜工艺适配示意图中国固态电池行业技术发展路线

——技术路线分类

技术进步无法一蹴而就,固态电池也需要从液态电解质电池逐渐演变,在演变过程中,一些材料被逐渐替代,一些新材料也得以应用。从固态电池技术发展路径来看,固态电池在其发展过程中,负极与电解质的材料产生了较大的变化,隔膜也逐渐被剥离,但正极材料的变化不大,NCM(镍钴锰三元正极材料)、LCO(LCO正极材料化学式为LiCoO2,是一种无机化合物,通常用作锂离子电池的正电极材料)等材料仍然在固态电池中应用。

图表4:中国固态电池行业技术路线分类

——整体技术路径

中国固态电池核心构成部分为负极材料、正极材料与电解质,最难解决的技术瓶颈为固-固界面问题。其中电解质又可分为有机固态电解质和无机固态电解质,这两类电解质各有优缺点,两者可组合构成复合固态电解质,以增强电导率、提高界面稳定性。

图表5:中国固态电池行业整体技术路径

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国固态电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告

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可行性研究报告
廖子璇

本文作者信息

廖子璇(产业研究院、分析师)

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