■ 隨著全球電動汽車電池市場的不斷擴大，中國的主導地位穩步增強

近年來，電動汽車和儲能市場的快速增長帶動了對锂離子電池的強勁需求。數據顯示，2023年锂電池總出貨量首次突破1太瓦時（TWh），市場規模較2015年增長超過10倍，電動汽車電池出貨量占普通電池出貨量的70%以上。

隨著電動汽車和儲能市場的持續增長，對锂電池的需求將進一步擴大，預計到2027年，全球锂電池出貨量將超過3,200 GWh。

盡管锂電池最初于20世紀90年代長期由日本和韓國制造商主導，但二十多年後，中國已經超越了這兩個國家。目前，世界上超過75%的锂電池産自中國，這標志著中國在锂電池制造領域占據了領先地位。

同樣，在锂電池市場需求最大的電動汽車電池領域，全球前十大制造商中有六家總部設在中國，包括 CATL、比亞迪、CALB、國軒高科、億晶能源和欣旺達。而日本松下在電動汽車電池市場的份額已降至約 6%，韓國制造商的市場份額總和約爲23%。

然而，隨著下一代汽車電池技術--全固態電池（ASSB）技術的進步和突破，傳統液態電池的地位正受到挑戰。

■ 下一代電池技術嶄露頭角

2024年1月，大衆汽車的電池子公司PowerCo宣布，其合作夥伴QuantumScape已成功通過其首批固態電池的耐久性測試，實現超過1000次的充放電循環，同時保持超過95%的容量。

此外，2023年9月，另一家位于美國的固態電池上市公司Solid Power宣布，其首批A-1固態電池樣品已正式交付給寶馬進行汽車驗證測試。寶馬計劃到2025年推出基于Solid Power固態電池技術的首款原型車。

去年，豐田多次表示，計劃在2027年至2028年實現固態電池技術的商業化。

■ 全固態電池（ASSB）技術是否有可能顛覆液態電池技術嗎？

在傳統液態锂電池的充放電過程中，電極表面很容易發生副反應。例如，陽極電極表面形成的锂枝晶很容易穿透隔膜，造成陰極和陽極電極之間短路，導致電池起火。

此外，液態電解質是一種易燃物質，因此液態電池在高溫條件下或受到外部沖擊導致短路時容易起火和爆炸。因此，液態電池在安全性方面面臨著巨大挑戰。與液態锂電池相比，ASSB 的電解質是固體，不易揮發或燃燒。同時，固態電解質溫度穩定，不易分解，安全性高。此外，固態電解質具有更好的穩定性和機械性能，可有效抑制锂枝晶，從而提高電池的安全性。

另一方面，傳統的液態锂電池由于電化學窗口狹窄以及液態電解質與電極材料之間的副反應，在材料選擇上受到限制。而固態電解質的電化學窗口更寬，副反應更少，因此固態電池可使用的電極材料範圍更廣。

固態電池能使用能量密度更高的活性材料，例如，基于金屬锂陽極的固態電池的能量密度可超過500 Wh/kg，而液態锂電池的理論能量密度極限爲350 Wh/kg。目前，傳統的液態锂電池已接近其理論能量密度極限，進一步改進的空間很小。

此外，ASSB還具有更好的溫度適應性（-30至100°C）和高功率特性，有助于改善電動汽車電池的工作溫度範圍和快速充電性能。

同時，ASSB的整體重量比液態锂電池輕，更簡化的電池組裝過程。鑒于其出色的性能，ASSB確實有可能徹底改變液態锂電池。

ASSB目前仍面臨一系列技術挑戰，包括電解質材料的批量制備、固體材料之間的界面穩定性/副作用，以及電池制備工藝、生産設備等方面技術障礙的突破，因此尚未實現大規模生産。

盡管如此，得益于日本、韓國、歐洲和美國等全球各國的重視和投資，ASSB已經取得了重要進展，並有望在3-5年內實現大規模生産。

■ 中國在全固態電池市場競爭中會被超越嗎？

ASSB已成爲下一代電池技術競爭的制高點。發展全固態電池已被日本、韓國、美國、歐盟等主要國家和地區列爲國家發展戰略，全球企業都在積極進軍這一領域。

根據固態電解質技術路線的不同，ASSB可分爲聚合物固態電池、氧化物固態電池、鹵化物固態電池和硫化物固態電池四種類型。這些技術路線各有優缺點。目前，日本和韓國主要選擇硫化物作爲主要技術路線。

從全球主要地區ASSB的發展進程來看，日本在研發方面起步較早，在專利申請方面處于領先地位，積累了全球最多的固態電池專利技術。像豐田和日産這樣的日本公司已明確表示，計劃在2028年左右實現ASSB的大規模生産。

在韓國，主要的電池制造商如三星SDI、SK Innovation和LG Energy Solutions繼續投資于研發。三星SDI在2023年完成了全固態電池試生産線（S-line）的建設，並計劃在2027年實現大規模生産。

在美國，固態電池的發展主要由具有高度創新潛力的初創公司主導。像QuantumScape和Solid Power這樣的公司已經擁有處于A樣品階段的全固態電池産品，而SES的锂金屬固態電池已進入B樣品階段。其他美國公司，如Ampcera、Factorial Energy、24M Technologies和Ionic Materials，也在固態電池技術創新方面投入更多努力。

預計2028年將成爲ASSB大規模生産的臨界點。雖然中國目前是世界上最大的锂電池生産國，但在ASSB的專利布局方面，中國企業與國際企業仍有較大差距。

此外，中國固態電池技術路線多樣，主要集中在半固態/固液混合電池，其中半固態電池已實現小規模生産並在汽車上應用，但中國在ASSB方面的投入仍然不足，資源分散。這導致與國際先行者相比存在較大差距。

因此，在未來的ASSB競爭中，日本、韓國、歐洲和美國的企業仍有可能超越中國，重塑未來電動汽車電池行業的競爭格局。

信息來源：TrendForce

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