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?固態(tài)電池是一種利用固態(tài)電解質(zhì)取代傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)以提升鋰離子電池安全性、穩(wěn)定性和循環(huán)壽命的新技術(shù)。
?固態(tài)電池的高能量密度可以解決“里程焦慮”。續(xù)航里程是新能源車發(fā)展早期的最大痛點(diǎn)之一，而能量密度是制約帶電量和續(xù)航里程的最關(guān)鍵因素。固態(tài)電池可以采用硅碳、金屬鋰等高比容量的負(fù)極，能量密度可以輕松達(dá)到300Wh/kg以上，以金屬鋰做負(fù)極甚至達(dá)到500Wh/kg，徹底解決續(xù)航里程短的問題。
?固態(tài)電池安全性明顯強(qiáng)于液態(tài)電池。固態(tài)電池不含有機(jī)電解液，降低了起火風(fēng)險，增強(qiáng)消費(fèi)者對新能源汽車安全性的信心。
?固態(tài)電池具有三種分類，分別為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)，它們的液體含量分別為5-10wt%、0-5wt%、0wt%。
? 半固態(tài)電池：相對于液態(tài)電池減少了電解液的使用量，并增加了復(fù)合電解質(zhì)。此外，負(fù)極從石墨體系升級到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極/鋰金屬負(fù)極，正極從高鎳升級到了高鎳高電壓/富鋰錳基等。隔膜仍然保留并涂覆有固態(tài)電解質(zhì)涂層，鋰鹽從LiPF6升級為LiTFSI，能量密度可達(dá)350Wh/kg。
? 準(zhǔn)固態(tài)電池：在全固態(tài)電池中加入少量液態(tài)電解液（通常小于5wt.%）的情況下得到的。液態(tài)電解液的作用主要是浸潤界面。
? 全固態(tài)電池：與液態(tài)電池相比取消了原有的電解液，采用固態(tài)電解質(zhì)，并以薄膜的形式分隔正負(fù)極，從而替代隔膜的作用。負(fù)極從石墨體系升級到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極/鋰金屬負(fù)極，正極從高鎳升級到了超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等。全固態(tài)電池的能量密度可達(dá)500Wh/kg。
? 政策推動低空經(jīng)濟(jì)商業(yè)化應(yīng)用。自2023年12月起，政府對低空經(jīng)濟(jì)的重視持續(xù)提升，中央經(jīng)濟(jì)工作會議將其提升至戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)
，各部門和地方政府陸續(xù)出臺政策，推動eVTOL需求并促進(jìn)新場景應(yīng)用的落地。具體措施包括：1）在中央層面，工業(yè)和信息化部等四部門聯(lián)合發(fā)布《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030年）》，明確提出低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，2027年，以無人化、電動化、智能化為技術(shù)特征的新型通用航空裝備在城市空運(yùn)物流配送、應(yīng)急救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)應(yīng)用；2030年，通用航空裝備全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，成為低空經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)大推動力；2）在地方層面，北京市出臺《關(guān)于促進(jìn)中關(guān)村延慶園無人機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2024-2026年）》等進(jìn)一步促進(jìn)eVTOL產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動低空經(jīng)濟(jì)新場景的應(yīng)用。
? 低空經(jīng)濟(jì)涵蓋消費(fèi)與工業(yè)場景，市場設(shè)備數(shù)量快速增長。低空經(jīng)濟(jì)涉及居民消費(fèi)與工業(yè)應(yīng)用兩大場景，包括旅行觀光、私人飛行、物流配送、城市建設(shè)等場景；1）在居民消費(fèi)場景中，截至2023年底，全行業(yè)無人機(jī)擁有者注冊用戶92.9萬個，其中個人用戶84.9萬個。
全行業(yè)注冊無人機(jī)共126.7萬架，比2022年底增長32.2%；2）在工業(yè)應(yīng)用場景，截至2023年底，獲得通用航空經(jīng)營許可證的傳統(tǒng)通用航空企業(yè)690家，通用航空在冊航空器總數(shù)達(dá)到3303架，獲得通用航空經(jīng)營許可證，且使用民用無人機(jī)的通用航空企業(yè)19825家。
固態(tài)電池是eVTOL（電動垂直起降飛行器）核心動力系統(tǒng)的關(guān)鍵需求。作為eVTOL低空經(jīng)濟(jì)飛行器的核心部件，電池性能直接影響飛行器的安全性和飛行性能。1）從能量密度來說：eVTOL垂直起飛所需的動力是地面行駛的10-15倍，商用門檻高達(dá)400Wh/kg，而固態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到500瓦時/千克2）從充放電倍率來說，eVTOL的飛行需要經(jīng)歷起飛、巡航、降落等階段，其中起降階段要求電池的瞬間充放電倍率在5C以上，而固態(tài)電池的充電速度比傳統(tǒng)鋰離子電池快大約5～6倍；3）從安全性來說：低空經(jīng)濟(jì)需要很高的安全性，固態(tài)電解質(zhì)的使用有效降低了電池自燃的風(fēng)險。與此同時，業(yè)內(nèi)眾多公司積極合作，共同推動eVTOL技術(shù)的發(fā)展。以億航智能為例，其EH216-S已成功完成全球首次搭載固態(tài)電池的eVTOL飛行試驗(yàn)，這標(biāo)志著該領(lǐng)域在固態(tài)電池技術(shù)上的重大突破。
? 固態(tài)電池在高端汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。其技術(shù)為新能源汽車帶來了諸多優(yōu)勢，如固態(tài)電池?fù)碛懈叩睦m(xù)航能力，固態(tài)電池的循環(huán)壽命是傳統(tǒng)鋰離子電池的兩倍以上。理想狀態(tài)下，固態(tài)電池循環(huán)性能可以達(dá)到45000次左右；同時，固態(tài)電池?fù)碛休^高的能量密度，從而重量比鋰電池低，可以有效減少車重。在當(dāng)下，已有多款車型采用了固態(tài)電池技術(shù)。例如，2023年12月，蔚來汽車CEO親自駕駛搭載150度半固態(tài)電池的ET7進(jìn)行直播路試。
? 固態(tài)電池的市場規(guī)模前景廣闊。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)EVTank 最近發(fā)布的《2024 年中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書》，預(yù)計到2030 年，全球固態(tài)電池出貨量將達(dá)到614.1GWh，其在整體鋰電池市場的滲透率預(yù)計約為10%。預(yù)計全固態(tài)電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化將于2030 年左右實(shí)現(xiàn)。
