来源丨新恒利达资本
前言
据teslarati9月12日报道，哈佛大学约翰A.保尔森工程与应用科学学院材料科学副教授李鑫实验室的工程师开发了一种全新的固态锂金属电池，该电池能够循环10000次，最快可在三分钟内充满电，并且可持续使用二十年。相关研究结果已发表在Nature和其他期刊上。由研究团队成立的初创公司 Adden Energy 也完成了由 Primavera Capital Group 领投的 515 万美元的种子轮融资。并计划首先将电池研制成手掌大小的软包电池，然后在未来三到五年内将其转变为成熟的汽车电池。
#NO.1
“3分钟即可充满电，固态电池或成锂电主流技术路线”
传统锂离子电池采用液体电解质，其缺点是易泄露、易腐蚀、安全性差与可靠性低等问题；其中一个挑战是：金属锂直接接触液体电解质会发生不稳定化学反应，形成表面分布不均匀的固体电解质膜，在充放电过程中发生沉积和溶解；另一个挑战是：锂枝晶和孔洞的不均匀形成；这些挑战最终导致了金属锂的粉化、循环性变差、电解液耗尽、内阻增大、安全隐患等问题。用固态电解质取代传统电解液，由此所发展起来的固态锂电池，有望解决这些问题，满足航空航天、电动汽车等新兴领域对高安全高比能储能电池的要求。
固态电池是目前电池研发的热点，也是未来商用锂电池的最终发展方向。但是很长一段时间以来，领域内关于固态电池的基本热力学描述仍然沿用液态电解液锂离子电池的传统理论框架。因为在全固态环境的机械制约条件，在固固界面上的电化学分解是可以在电池内部产生局域压力梯度的，从而反作用于调控电化学分解反应的路径和产物。但是哈佛的团队充分利用全固态环境的机械制约效应进行电池设计可以显著提高全固态电池的电压窗口、循环以及高倍率性能。这都有赖于机械制约条件对界面电化学分解的调控，导致局域分解可以被有效抑制，从而避免了全局分解对电化学性能的损害并且固态电池技术在扩展方面没有任何基本限制。这可能会改变整个电池行业。
固态电池未来产业化的路线将会是从消费电子→动力电池→储能。
新恒利达资本投研团队认为：固态电池固然是最具颠覆性和商业潜力的电池技术之一。不过从技术层面来看，固态电池的整体发展将从半固态到准固态，最终再实现全固态电池的整体商业化应用；最乐观的预测半固态电池上车最快也要到2025年以后，如今去讨论全固态电池合适规模化还为时过早；而未来液态电池规模化带来性能的提升以及成本的下降才是重中之重，标准也随之不断提高。
随着电池技术的不断革新，下游市场也随之不断拓展创新，而新兴下游市场之一的储能领域将会成为“兵家必争之地”，并即将成为新能源动力电池以外的第二主战场。
#NO.2
“储能即将成为万亿市场”
储能拥有多重应用场景，可以分为用户侧、电网侧和发电侧。用户侧商业价值开始凸显，发电侧和电网侧主要靠政策驱动。用户侧可以在商业综合体或工业园区作为备用电源提高供电质量或削峰填谷降低电费，还可以配合充电桩延缓接入大量充电桩时配电系统扩容需求，平滑快充电流尖峰；按北京的峰谷差价测算，目前已经初具经济性。发电侧除了配可再生能源减少弃风弃光提高发电稳定性外，还可用于火电厂调频提高机组寿命和机组效率；可再生发电需要配一定储能才能上网已经是部分地区的强制要求。电网侧可以用于微电网系统，延缓扩容和调峰调频。
图表1：储能应用场景
资料来源：华安证券
2025 年储能市场装机空间将达到 62-130GWh，2030 年面向万亿市场。CNESA数据显示，2019 年全球电化学储能累计装机规模为 9.5GWh，新增装机为 2.9GWh。国家能源局数据显示，2019 年我国风电和光伏发电量分别为 4057 和 2243 亿千瓦时，总占比约为 8.8%；2020 年前三季度风电和光伏发电量分别 3317 和 2005 亿千瓦时，总占比提升至 9.8%。随着风光发电量占比的提升，对于储能的需求将愈发迫切；目前新能源配储能的政策已经覆盖了辽宁、吉林、河南、湖南、湖北等 17 个省份。我们假设 2025 年全球光伏新增装机 300GW，根据不同假设情形下的储能配比和渗透率，预计在乐观/中性/悲观条件下，储能装机量分别为130/86/62GWh。在2025年之后，随着风光发电量占比的进一步提升，发电不可调节性增加，为了保障电网的顺利运行以及风光发电的充分利用，对于储能配比的需求将成指数增加。根据Solarzoom 的预测，2030 年风光发电量占比接近 40%，对应的储能保有量和新能源保有量之比应当接近 2，届时电化学储能需求将超过 1500GWh，对应万亿市场空间。
图表2：2025年储能需求测算
资料来源：华安证券
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