近几年,随着新能源汽车及储能等产业的井喷式的爆发发展,新能源电池产业也迎来了一轮轮爆发式发展,其中最显著的代表事件就是宁德时代的崛起,其市值曾一度超过万亿。而当前,新能源电池产业又迎来了新的历史性发展阶段,就是固态电池的时代正快速扑面而来。而抢抓固态电池的发展机遇,已成为国内外新能源产业的共识,这对全球众多胶粘材料企业而言,也是一次难得的历史性的发展机遇。
固态电池是一种使用固体电解质而非液体电解液的电池,其中所有电池材料均以固态形式存在,包括电极和电解质。
传统锂离子电池包括正极、负极、电解液、隔膜四大组成部分,固态电池将电解液换成固态电解质。固态电池较传统锂离子电池,关键区别在于电解质由液体变为固体,兼顾安全性、高能量密度等性能。
固态电池相比传统液态电池具有显著的优势,这些优势包括:
更高的安全性:固态电池使用固态电解质,不易燃、不易爆,没有液体泄露的风险,即使在高温和高压环境下也能保持稳定,大大降低了短路、过热等安全风险。固态电解质电池是锂电钠电的最终形态,可以彻底解决安全问题,是新能源下半场当仁不让的主角。
更高的能量密度:固态电池允许使用高电压正极材料,如镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等,同时可以采用金属锂作为负极,从而显著提高电池的能量密度,理论上固态电池的能量密度可以达到500Wh/kg,是传统液态锂电池的2倍以上。
更好的低温性能:固态电解质在低温环境下仍能保持良好的性能,不会出现液态电解质黏度增加、离子传导速度降低的问题,使得固态电池在-40℃的环境中也能正常工作。
更长的循环寿命:固态电解质作为单离子导体,不会发生副反应,因此在充放电过程中不会形成固体电解质界面膜,避免了容量下降的问题,理论上固态电池的理想循环寿命可达4.5万次以上,远超过液态锂电池的千次级别。
对热管理的需求降低:固态电池在高温和低温环境下性能稳定,减少了对热管理的需求,提高了电池的使用便利性。
三、固态电池这一发展方向已是全球新能源行业确定的共识
固态电池作为一种新兴技术,相较于传统液态电池,在安全性、能量密度、适应温度范围以及循环寿命等方面展现出显著优势,因此固态电池被视为下一代电池技术的核心。当前,固态电池概念持续火爆,国内外各大车企、电池供应商、科研院所的技术竞争持续升温,全固态电池量产大战一触即发。随着固态电池全面加快产业化脚步,2024年也被行业公认为半固态电池装车元年。2024年中国将投入约60亿元用于全固态电池研发,包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共六家企业或获得政府基础研发支持。据统计,目前国内外至少20家以上车企公布固态电池上车计划,吉利、比亚迪、上汽、广汽、蔚来、小鹏、丰田、宝马、奔驰、大众等主流车企均在内。具体见下表:
数据显示,2024年上半年,国内半固态电池装机量实现2155MWh。虽然当前固态电池量产仍存难点,但国内外固态电池产业化明显在提速。比如,丰田官宣2027量产全固态电池,宁德时代宣布其固态电池2027年可实现量产;欣旺达宣布其研发的全固态电池成本可降至2元/Wh, 2026年实现量产等。从当前各电池/汽车巨头发布的固态电池量产计划来看,国内外车企全固态电池量产上车的时间整体集中在2026-2028。
四、固态电池用胶市场前景广阔、机遇无限
胶粘剂、胶粘带和胶膜是电池制作不可或缺的关键配套材料。
其中电池用胶粘剂是一种特殊设计用于电池制造和组装过程中的胶粘剂,其目的是固定、密封和连接电池的不同组件,以确保电池的结构稳定性、安全性和性能可靠性。这些胶粘剂需要具备一定的特性,包括良好的粘附性能、化学稳定性、耐温性、耐腐蚀性以及电绝缘性等,以适应电池在充放电过程中可能出现的各种物理和化学变化。
固态电池具有高能量密度和高安全性两大显著优势,成为下一代高性能锂电池的发展方向。随着新能源汽车市场容量的快速扩大,动力电池对于高能量密度与高安全性的迫切需求将推动固态电池及其用胶技术的发展。就中国市场,固态电池市场高速发展,预计到2030年市场空间或将达到200亿元。
固态电池作为新能源车行业的新兴技术,其对胶粘材料的需求更是日益凸显。特别是在电池包复合材料上盖、电芯绝缘涂层等方面,胶粘材料需要满足特定的阻燃等级、老化试验要求以及涂层厚度和剪切强度等标准1。此外,固态电池的散热结构也需要特定的导热胶来填充间隙,以实现最大化的热传导和节省人工贴装成本。随着固态电池技术的不断成熟和商业化进程的加快,固态电池用胶的市场需求也将相应增加。
据(Win Market Research)辰宇咨询-报告显示,2022年全球电池用胶粘剂市场销售额达到了153亿元,预计2029年将达到604亿元,年复合增长率(CAGR)为21.0%(2023-2029)。虽然这一数据是针对整个电池用胶粘剂市场,但固态电池作为电池技术的一个重要发展方向,其用胶市场规模的增长也将受到这一总体趋势的推动。固态电池用胶市场规模是一个动态变化的数据,受到多种因素的影响,包括技术进步、生产成本、市场需求等。目前固态电池技术还存在一些技术难题,如高成本、低可扩展性和生产工艺等方面的限制。但随着科技进步和工艺改进,这些问题将逐渐得到解决,从而推动固态电池用胶市场的扩张。虽然,当前固态电池用胶市场规模的具体数字难以直接给出,但可以预见的是,固态电池产业的发展浪潮已势不可挡,随着固态电池技术的不断成熟和商业化进程的加快,固态电池用胶的市场规模必将迎来爆发式的发展,这对全球的胶粘材料企业而言,是一次难得的历史性机遇。