智东西（公众号： zhidxcom）编| 智东西内参

随着全球电动车浪潮席卷，关于固态电池的新闻越来越多：从Fisker 宣称开发充电1 分钟行驶500 公里的固态电池，到宝马已与SolidPower 进行合作开发下一代电动车用固态电池，再到丰田又宣称将在2025 年前实现全固态电池的实用化。作为下一代电池技术的代表，固态电池引发市场高度关注。

本期的智能内参，我们推荐来自华创证券的研究报告，阐述固态电池的原理、发展历程以及产业现状。如果想收藏本文的报告全文（华创证券：固态电池—后锂电时代必经之路），可以在智东西公众号回复关键词“nc290”获取。

以下为本期智能内参整理呈现的干货：

固态电池——后锂电时代必经之路

固态电池具有发展的必然性。 固态电池采用不可燃的固态电解质替换了可燃性的有机液态电解质，大幅提升了电池系统的安全性， 同时能够更好适配高能量正负极并减轻系统重量， 实现能量密度同步提升。在各类新型电池体系中， 固态电池是距离产业化最近的下一代技术，这已成为产业与科学界的共识。

固态电池产业化阶段尚处早期，但有望在未来超速发展。 我们对固态电池各体系的开发进度进行了详细的梳理并比较了不同的技术路径现状。 当前已实现小部分商业化的固态电池产品对比传统锂电暂未形成足够的竞争优势，而未来固态电池将走阶段发展的路线，从特殊领域逐渐往动力电池过渡， 并且随着国际巨头的加速布局，固态电池将进入发展的快速轨道。

2018 年， 政策持续调整， 新能源汽车产业链正逐渐进入比拼硬实力的健康成长通道。新能源车的出现，一开始便是作为替代者的身份存在，支撑它发展是其足够与传统行业竞争的商品属性。 固态电池， 则是新能车发展蓝图上的必经阶段， 它有望作为一项关键技术为行业的未来保驾护航，他的产业化进程也值得我们重点跟踪关注。

传统液态锂电不会是动力电池的技术终点

1、传统动力电池体系难以满足10 年后的能量密度需求

众所周知，动力电池直接对应新能车产品的性价比，而能量密度是动力电池的关键指标。我国电动车市场正经历由“政策驱动”向“政策助跑”的转换，政策对于锂电产业能量密度提升的导向已经明确，补贴直接与能量密度挂钩并不断提高门槛。工信部颁布的《中国制造2025》指明：“到2025 年、 2030 年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、 500Wh/kg。” 指标分别对应当前乘用车动力电池单体平均水平170Wh/kg 的2-3 倍。

▲当前动力电池单体能量密度与各项政策指标仍有较大差距

对于动力电池能量密度的概念，我们对锂离子电池技术的迭代路径进行了梳理，我国正位于第二代向第三代锂电发展的过程中。正极材料的选择上，我国已由磷酸铁锂转向三元，并逐渐向高镍三元发展。负极材料当前产业化仍集中于石墨材料，未来也在向硅碳负极进行过渡。据推算，当前采用的高电压层状过渡金属氧化物和石墨作为正负极活性材料所组成的液态锂离子动力电池的重量能量密度极限约为280Wh/kg 左右。引入硅基合金替代纯石墨作为负极材料后，锂离子动力电池的能量密度有望做到300Wh/kg 以上，其上限约为400Wh/kg。

▲中短期动力电池能量密度的天花板已现，难以满足2025 年政策指标。

2、安全问题关乎行业健康发展，难以彻底根除

可燃的液态有机电解液是电池自燃的幕后元凶。 新能源汽车销量逐年增长却伴随着安全事故的增加，其中， 电池自燃占比事故原因的31%。自燃的原因是由于锂电池发生内部或者外部短路后，短时间内电池释放出大量热量，温度极剧升高，导致热失控。而易燃性的液态电解液在高温下会被点燃，最终导致电池起火或者爆炸。

▲国内新能源汽车安全事故年发生次数（例）

▲国内新能源汽车起火事故原因分布

近日，前央视主持人柴静拍摄的雾霾纪录片《穹顶之下》一时之间刷爆了朋友圈与微博。而谈到雾霾成因，机动车污染难逃责任。因此，在汽车制造业中，发展新能源汽车一直被公认为是能够实现节能减排的有效途径之一。

2月16日，科技部发布了《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》，对于解决新能源汽车的里程问题，提出了电池和电机的具体目标：2020年，建立起完善的电动汽车动力系统科技体系和产业链，为2020年实现新能源汽车保有量达到500万辆提供技术支撑。

众所周知，影响当下新能源汽车发展的三大核心技术是电池、电机和电控。目前来看，三者之中，电机与电控的的技术较为成熟，因此，电池作为电动汽车的心脏可谓正在面临着最大的技术挑战。

磷酸铁锂技术路线遭遇挑战

目前，我国车用技术路线选择的是与美国相同的磷酸铁锂路线。毫无疑问，有着诸多优势：稳定性高、价格相对便宜，然而其能量密度（能量密度更大，才能更好地解决里程问题）提升空间却十分有限。据了解，磷酸铁单体电池的能量密度可达157Wh/kg，但单体电池成组后能量密度则降为100Wh/kg。

而根据国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(年)》中提及的目标，至2015年动力电池模块的能量密度达到150Wh/kg(折算成单体电池，其能量密度大约需要达到170-190Wh/kg)。而根据某从事动力电池技术研发的专业人士介绍，实际上磷酸铁锂的能量密度只能够达到130Wh/kg，故以此来看，磷酸铁锂无法完全满足此要求。

相比之下，目前正被业内普遍认为将成为未来市场主流的三元材料则表现较佳，的能量密度比可以达到170Wh/kg，这意味着同样重量的电池，三元材料的续航里程可以达到170公里，而磷酸铁锂只能够达到130公里。除此之外，三元的低温性与一致性较之磷酸铁锂都更胜一筹，唯一不足的是只有安全性较之磷酸铁锂稍有逊色。

三元材料锂电池集众多优点于一身，那么为何三元材料尚未市场化呢？这位专业人士告诉笔者，其实目前国际主流车使用三元材料已十分普遍，只是国内使用的相对较少，究其原因，主要还是国内的研发起步较晚与早期重视程度的欠缺。“虽然未来三元材料必是趋势，但是若三元材料价格持续上涨的话，磷酸铁锂仍将占据最大优势。”简言之，三元、磷酸铁锂、锰酸锂以及一些混合型材料等在较长的一段时间内仍会共存于市场。

成本与技术突破成国内产业发展掣肘

目前动力电池约占纯电动汽车整车成本的近50%，因此，价格无疑成为了制约电池产业发展的一大掣肘，“但是电池成本会呈现一个逐渐下降的趋势，乐观的话，五年之后成本或将减半。”某业内人士如是告诉笔者，“这还得靠产业化程度的助力，产业链一旦成熟，大批量生产的成本才能够有所下降。”

据悉，现阶段，市场上超过60%的动力电池供应均来自于外资或合资企业，针于此，这位业内人士分析指出，确实，在产业化初期，车厂都会倾向于选择进口或合资品牌电池来降低他们的风险，“然而由于成本和准入的问题，他们也会越来越多地考虑使用国产电池。”未来，国内发展较为成熟的电池企业如ATL、力神、国轩、万向与中航锂电等企业的产品都将迎来业绩高速增长阶段。

当然，除了成本的因素外，技术的突破也必不可少，虽然我国电池企业的研发现状是自主研发，“但做得好的并不多，难进入世界第一梯队。”据记者了解，电池研发的难点在于能量密度。例如，日本电池平均能量密度要高出中国平均水平的30%-40%，充电次数也能达到中国的几倍。然而，相信，随着新能源汽车产业链的持续火热，国内电池研发的现状将有巨大突破。

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