固态电池行业报告（40页）

行业报告下载 2023年07月08日 06:21 管理员

固态电池可搭配更高活性及克容量的正负极材料和高压电极材料。电池能量密度主要取决于两个因素：工作电压和正负极材料克容量。当锂电池在工作，电池电压会随着电量的降低而下降。若其他条件不变，同等电流下高电压的工作时间明显比低电压长，因此相应具备更高容量。材料克容量指每克锂电池材料所含电量，克容量越大使得能量密度越大。固态电池电化学窗口宽，可适配高能电极。电解质的电化学窗口等于其在负极发生还原反应和在正极发生氧化反应所限定的电压范围。固态电解质的电化学窗口大，其抵抗负极还原和正极氧化的能力强，能够匹配更高正极和更低负极的电极材料，从而实现更高的电池能量密度。理论上固态电池所用材料工作电压可以达到 5V。

目前市场主流正极材料工作电压均位于 3.2-3.8V 区间，而固态电池所用正极材料富锂锰基则可以达到 4.5V。由于电池化学反应场所主要在正负极，因此电池能量密度与正负极材料有密不可分的关系。锂电池能量密度已进入瓶颈期，其负极材料多以石墨为主，石墨的理论克容量 370mAh/g，正极材料三元材料镍钴锰(NCM)约为 200mAh/g。目前市场较为成熟的液态电池正负极搭配是高镍三元+人造石墨，克容量极限可达 357mAh/g。而固态电池则可以搭配更高容量的富锂锰基+硅碳负极材料，克容量极限可超过 500mAh/g。固态电池优势之四：循环寿命更长。固态电解质为单离子导体，副反应少，循环寿命更长。由于固体电解质不具有流动性，因此不会出现 SEI 膜反复生长与溶解脱落的问题，有助于实现稳定循环。此外，全固态电池中过渡金属不易发生溶解，可以避免由过渡金属溶解导致的正极容量衰减以及过渡金属在负极侧沉积进而催化 SEI 膜分解的问题。

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