专家走访广东企业及访谈
发布时间: 2025-04-03
“科创中国”固态电池材料科技服务团在组织相关的合作和访谈中,探讨新能源部分话题。
1.1整体投资环境
在与深圳资深投资人交流中了解到:新材料的投资区域分布不均衡,按投资数量统计,其中长三角地区占比51%,珠三角地区占比13%,京津冀及山东地区占比11%,其他区域占比25%。长三角、珠三角等以产业驱动,主要聚焦在电子信息、新能源、大健康等行业上游材料;华中、西部等地区则以当地资源禀赋、军民融合为依赖,发展化工、金属冶炼及加工、建筑材料、航空航天等产业;华北地区京津冀主要集中在前沿材料高校技术转化方面,山东地区主要以化工材料为主。卡脖子的技术有三个特征:一是技术门槛确实高,配方复杂,且直接关联的下游市场或战略价值及其重要。二是市场太小、周期太长,没人愿意做。三是下游不愿意测试,技术和配方无从优化。对于资本市场来说,已将可投资的“国产替代”领域投遍,部分“国产替代”已进入“替代国产”的阶段。一个市场规模几亿元至几十亿的上游材料,对规模几千亿元至万亿的中国市场发展可形成实质阻力。
投资人认为能源材料是典型技术创新驱动的市场,为初创公司提供了机会:主材变革带来初创公司的发展机会,主材变革引起辅材替换。相比渠道和资源,更看重真实产品是否有突破性进展,表现为强技术与产品驱动。
1.2复合集流体
资深投投资人:“我们认为复合集流体和纯铜簿、铝簿比起来,因高安全性、能量密度及低成本潜质,替代优势显著,将成为下一代电池集流体材料,预计会有千亿市场空间。目前也看到宁德、比亚迪都开始进行商业化验证,但是上车是个十分漫长的过程,需要现在消费行业、储能行业之类的率先落地,然后两三年的上车试车,才会最后稳定的汽车供应。同时,因为现在大多数复合集流体企业还处在跟车企、电池厂联合研发+测试阶段,所以目前不属于大批量稳定生产,一致性还很难得到验证,成本上也偏高。”
从事复合集流体创业的北理工大学叶玉胜老师认为: “目前复合集流体虽尚未在实际车辆中应用,但在3C类产品中有在持续进行相关的试验性应用探索,未来很有市场潜力。复合集流体的发展主要面临以下几个方面的限制:(1)制备工艺成本较高,需进一步降低制造成本;(2)极耳焊接问题需要特别关注——由于复合集流体中间的聚合物层不导电,且表面金属层较薄,这些因素都会影响焊接质量。目前主要仍采用转接方式,焊点数量增加,影响电池的内阻;(3)复合集流体的散热性能亟待提升,散热不佳会影响电池的电化学性能,特别是在高倍率条件下,发热现象更加严重。”
对于大家非常关心的成本问题,叶老师认为从材料成本来看,复合集流体具有优势,但从整体工艺角度分析,复合集流体的制备工艺相较于传统铜箔仍然较为复杂,对工艺流程和设备提出了更高的要求。不过,复合集流体的制备工艺与当前市场上成熟的薄膜生产、连续溅射、水电镀等工艺过程兼容性较好,为降低复合集流体的成本提供了重要基础。
他认为复合集流体有望赋予电池新的功能,尤其是在提升电池安全性方面表现出显著优势,这是传统铜箔难以实现的。为推动这一新技术方案,需要大家持续投入更多的关注和研发,开发出低成本、高稳定性的产品。
1.3 钠材料
在与一位东莞松山湖一家钠电池正极材料企业负责人沟通,因为实验室做出来的能量密度和工厂产线中放大实验后的能量密度出入较大,加上钠电池行情不好,融资失败,现已处于停滞阶段。关于钠电池,询问了部分投资人的意见,大多认为钠电池是当年锂电池价格持续走高的替代方案,现在价格下跌,导致行情消失。而业内多位资深专家认为钠离子电池能量密度介于铅酸和锂电池之间,主要应用场景有二轮车、低速四轮车、储能领域。层状氧化物能量密度高,压实密度高,更适用于二轮车和低速四轮车市场。聚阴离子循环寿命更长、安全性优于层状氧化物,更适合用于储能领域。在推广速度和规模化应用上,二轮车电池产品示范应用、市场验证周期相对于四轮车和储能产品要短一些,二轮车领域规模化应用速度可能会快于低速四轮车和储能领域。
1.4新能源赋能
来自捷顺科技副总裁许昭林在我们组织的一场活动中分享了“人+车+充+储+节”一体化赋能方案。据他介绍,捷顺敏锐地察觉到新能源汽车大量普及所带来的机遇,不仅在停车场内设立充电桩获取充电收入,还上线了储能系统,通过削峰填谷的方式节约电费,并借助AI系统提高能效。这一模式不仅为电动车用户提供了更便捷的充电服务,还为停车场带来了更多的收益,充分体现了需求驱动下的创新与融合。
1.5产业化
通过与多位从事产业化方面工作的老师沟通,他们认为当前最大的障碍是所属单位对待产业化的相关政策和股权分配、团队激励。如何能够在激励研发团队积极性,同时保障单位权益,不至于国有资产流失,广东各级新型研发机构都在积极探索。
固态电池发展探讨
截至2025年3月,固态电池作为下一代电池技术,其发展现状可从技术进展、产业化进程、产业链布局及市场前景等方面综合分析如下:
2.1、技术进展与路线探索
1. 技术分类与材料创新
固态电池主要分为半固态(固液混合)和全固态两类。当前半固态电池已实现小规模装车应用,如宁德时代的凝聚态电池已量产,计划2027年实现全固态电池小批量生产。而全固态电池仍处于核心技术突破阶段,技术路线聚焦于硫化物、氧化物、聚合物和卤化物等电解质材料,其中硫化物路线因高离子电导率成为主流方向(全球约32家企业布局)。
2. 关键突破方向
o 电解质材料:硫化物固态电解质研发进展显著,如清华大学团队开发的硫化物电解质离子电导率超11 mS/cm,且已实现超薄电解质膜的连续制备;氧化物和聚合物电解质也在优化中,如宁德时代申请的卤化物电解质专利。
o 正负极材料:高硅负极、锂金属负极是研究热点,部分企业硅碳负极首效达89%,循环寿命超1000次;正极材料则向高镍三元、富锂锰基等高能量密度方向发展。
3. AI技术赋能研发
基于人工智能的能源材料研发平台正在构建,目标通过AI加速材料筛选和电池设计,预计2025年底推出智能研发平台版本,研发效率或提升1-2个数量级。
2.2、产业化进程与产能布局
1. 半固态电池先行
o 国内企业如蜂巢能源、冠盛股份等已启动半固态电池量产项目,例如冠盛东驰的中试线产品已交付,规划年产能210万支。
o 太蓝新能源、天津力神等企业计划2025年完成产线建设,推动半固态电池规模化生产。
2. 全固态电池进展
o 宁德时代、比亚迪等头部企业计划2027-2030年实现全固态电池量产装车。
o 海外方面,现代汽车、Microvast等企业加快试验线建设,目标未来2-3年实现商业化应用。
3. 产能与投资规模
中国固态电池产业链企业超200家,总投资额超2000亿元。2025年国内固态电池市场规模预计突破100亿元,年复合增长率达60%以上。
2.3、产业链协同与市场应用
1. 产业链完善
上游材料(如正负极、电解质)国产化率提升,中游制造工艺(如干法电极、软包结构)逐步成熟,下游应用向新能源汽车、储能、无人机(如eVTOL)等领域扩展。
2. 新兴市场驱动
o 低空经济(eVTOL):固态电池因高能量密度(目标500 Wh/kg)和安全性成为eVTOL核心动力,预计2031年相关市场将达百亿规模。
o 新能源汽车:2025年固态电池在新能源汽车渗透率有望提升至20%,需求规模约50亿元。
2.4、挑战与未来展望
1. 技术瓶颈
o 界面阻抗:固态电解质与电极的固-固接触导致高阻抗,影响充放电性能。
o 成本问题:硫化物电解质制备成本高,全固态电池量产成本需降至液态电池水平(“固液同价”)。
2. 国际竞争与政策支持
o 日本在硫化物路线领先,计划2025年实现第一代全固态电池量产;中国需加快技术整合,防范技术路线颠覆性风险。
o 国内政策鼓励固态电池研发,如设立低空经济管理机构、提供专项补贴等。
3. 市场预测
全球固态电池需求量预计2025年达17.3GWh,2030年超200GWh,年复合增长率65.8%。
2.5 总结
固态电池技术正处于半固态向全固态过渡的关键阶段,硫化物路线或成主流,但商业化仍需突破成本与界面难题。未来2-3年,随着产业链协同加强和AI技术助力,全固态电池有望在新能源汽车、低空经济等领域实现规模化应用,成为能源存储领域的颠覆性技术。