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固態(tài)電池與液態(tài)電池對比 ? 根據(jù)電解質(zhì)的不同，鋰電池技術體系可分為：液態(tài)電解質(zhì)電池、混合固液電解質(zhì)電池（半固態(tài)電池）、固態(tài)電解質(zhì)電池。 ? 固態(tài)電池與液態(tài)電池工作原理相同。固態(tài)電池在電池結(jié)構(gòu)上與液態(tài)電池變化明顯：半固態(tài)電池由于仍存在部分液態(tài)電解液，故而保留了電解液和隔膜等結(jié)構(gòu)。而全固態(tài)電池離子傳導介質(zhì)和通道由傳統(tǒng)的電解液與隔膜變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)，電池結(jié)構(gòu)實現(xiàn)進一步簡化。半固態(tài)電池由于仍存在部分液態(tài)電解液，故而保留了電解液和隔膜等結(jié)構(gòu)。而全固態(tài)電池離子傳導介質(zhì)和通道由傳統(tǒng)的電解液與隔膜變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)，電池結(jié)構(gòu)實現(xiàn)進一步簡化。 固態(tài)電池核心優(yōu)勢：能量密度高、安全性高 ? 固態(tài)電池能量密度更高：1）固態(tài)電解質(zhì)電化學窗口寬，能夠適配更高電壓的正極材料。2）固態(tài)電解質(zhì)具有良好的機械性能，能夠有效抑制鋰枝晶的形成，從而能夠兼容更高能量密度的鋰金屬負極材料。3）由于電解質(zhì)的非流動性，電芯內(nèi)部極片可以串聯(lián)連接以此提高單體電壓，實現(xiàn)與多電芯串聯(lián)而提升電壓的同等效果，從而能夠在成組時減少結(jié)構(gòu)件使用、提升能量密度。目前，行業(yè)中常見的半固態(tài)電池能量密度多集中在350-400Wh/kg，部分全固態(tài)電池樣品能量密度超過500Wh/kg。 ? 固態(tài)電池安全性更高：固態(tài)電解質(zhì)本身不可燃、且熱分解溫度高，固態(tài)特性完全避免了電解液腐蝕、揮發(fā)、漏液等問題，安全性能大幅提高。 固態(tài)電池短期不足：倍率性能、循環(huán)壽命和成本制約產(chǎn)業(yè)化 ? 界面處機械穩(wěn)定性較差影響壽命：充放電過程中，電極材料會產(chǎn)生體積變化，結(jié)構(gòu)應力的累加會造成界面接觸面積的下降、形成結(jié)構(gòu)缺陷，從而影響循環(huán)壽命。 ? 界面處電化學穩(wěn)定性較差影響倍率性能：固態(tài)電解質(zhì)與電極的接觸是固-固接觸，接觸面積小且接觸面有更高的阻抗，從而影響鋰離子的傳輸。 ? 固態(tài)電池成本仍相對較高：正極材料或采用高鎳三元、富鋰錳基等，負極或?qū)⒋钶d硅負極、金屬鋰等，材料成本明顯提升。同時，電解質(zhì)難以輕薄化、且部分搭載金屬元素，成本亦有提升。部分電解質(zhì)體系對于水分等較敏感，有些制造和后處理環(huán)節(jié)中需要依賴于惰性氣體或干燥室，生產(chǎn)制造成本也有所提升。 ? 目前液態(tài)高鎳三元電池成本普遍在0.40-0.45元/Wh，半固態(tài)三元電池成本在0.8-1.1元/Wh，全固態(tài)電池成本在3.0元/Wh以上。 固態(tài)電池的成本比較與中遠期展望 ? 固態(tài)電池降本方案：1）技術突破，固態(tài)電解質(zhì)的制備方案成本、設備投資額持續(xù)下降；2）規(guī)模效應助力，硅負極、固態(tài)電解質(zhì)材料等價格有望下滑；3）產(chǎn) 線良率優(yōu)化，降低單位制造與人工成本。 ? 中期來看，伴隨固態(tài)電解質(zhì)、硅基負極等材料價格有望加速下行，同時產(chǎn)線良率有望穩(wěn)步提升，屆時我們測算得到半固態(tài)電芯的單位總成本約為0.49元/Wh。 ? 遠期來看，全固態(tài)電池電解液也將全部被替換為固態(tài)電解質(zhì)，我們測算得到屆時全固態(tài)電芯單位總成本約為0.80-0.92元/Wh。
