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2025-03-28 9 新能源及电力行业报告
成本构成:固态电池材料包括正极、负极、电解质、隔膜等,目前正极材料的 高昂成本挤压了产业链中其他环节的利润。 固态电池若要与传统液态锂离子电池一较高下,电池降本至关重要。近两年内 固态电池生产线迎来一轮不小的投产潮,清陶、卫蓝新能源、辉能科技等企业 固态电池生产线陆续建成投产,未来固态电池若要实现产业化,降本任重道 远。 2.3.1、制造成本显著降低,降本须应用锂金属负极 依据锂电池技术发展路线进行四类电池对比。 两种液态锂离子电池:LIB(石墨负极)、LIB(硅碳负极)。 两种固态电池:基于石墨负极的硫化物 ASSB(简称 SLIB)、基于锂负极的硫 化物 ASSB(简称 SLMB)。(1)简单将液态电解质替换为固态电解质并不能大幅提升电池能量密度,只 有匹配高能电极材料才能实现能量密度的跨越。 (2)固态电池 SLIB(石墨负极)总成本最高,达 158.8$/kWh,比 LIB(石 墨负极液态锂离子电池)高约 34%。这是由于固态电池材料成本高昂,同时加 工工艺复杂共同造成的。 (3)固态电池 SLMB(锂负极)理论总成本最低,仅需 102$/kWh。虽然正 极材料成本较高,但锂负极材料成本低廉,同时简化的电芯装配过程降低了加工成本,因此电池总成本低于液态锂离子电池,但依然存在技术问题。
我们认为,虽然固态电池 SLMB(锂负极)理论总成本最低,但仍存在技术难 题,阻碍产业化进程。首先,采用锂负极的固态电池如何保持界面的良好接 触、循环过程中保持稳定的问题还未解决。其次,商业化使用的锂负极厚度应 在 50μm 以下,需多次压延才能达到这一要求,但锂化学性质活泼,压延次数 越多对技术的要求也越高,要想稳定供应符合要求的锂箔并不容易。拆分电池组件和生产阶段,固态电池总成本受材料成本影响最大。 (1)固态电池 SLIB 的正、负极浆料混有部分电解质,材料成本是四种电池中 最高的。固态电池 SLIB 的正极生产要求惰性氛围,加工成本(4.6$/kWh)略 高于 LIB(4.1-4.3$/kWh); (2)固态电池 SLMB 正极浆料混有部分电解质,材料成本仅次于 SLIB,成本 约 60$/kWh,较液态锂离子电池正极提高了约 50%;锂金属负极材料成本低 于硅碳负极,未来采用锂金属负极相比于液态电池可降本 30%至 60%左右,否 则固态电池经济性不具竞争力;电芯产量低,设备需求少,加工成本不高(3.8 $/kWh); (3)液态锂离子电池 LIB 电池的隔膜制造成本在 9.6-10.3$/kWh,固态电池 SLIB 和 SLMB 隔膜成本略高于 LIB,分别在 14.1$/kWh 和 13.6$/kWh; (4)固态电池不需电解质填充步骤,液态锂离子电池 SLIB 和固态电池 SLMB 电芯组装成本明显低于 LIB。
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