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全球锂陶瓷电池模块市场报告:未来几年预计年复合增长率CAGR为99.6%--QYResearch

发布日期:2025-06-05

锂陶瓷电池模块是一种先进的储能解决方案,它将锂离子技术与陶瓷元件集成在一起,以提高性能和安全性。陶瓷层通常用作固体电解质或隔膜,具有高热稳定性、优异的离子传导性和抗枝晶形成的能力,可降低短路和热失控的风险,从而实现高离子传导性、热稳定性和安全性。这些模块具有能量密度高、循环寿命长、工作温度范围广等优点。这些电池通常属于固态电池的大类,其中传统的液态或聚合物电解质被固态陶瓷电解质(如氧化镧锆锂 LLZO 或钛酸锂 Li₂TiO₃)所取代。


根据QYResearch最新调研报告显示, 2030年全球锂陶瓷电池模块市场规模,未来几年预计年复合增长率CAGR为99.6%
锂陶瓷电池模块


全球主要的锂陶瓷电池模块生产商包括 ProLogium Technology、QuantumScape 和 Solid Power。由于目前只有一家名为 ProLogium Technology 的制造商商业化生产锂陶瓷电池模块,而 QuantumScape 已开始送样测试。就收入而言,全球最大的两家公司在 2024 年占据了近 100%的份额。
锂陶瓷电池模块


锂陶瓷电池模块,产品类型分析


就产品类型而言,目前氧化物固态电解质是最主要的细分产品,未来将持续占据主要的市场份额。


锂陶瓷电池模块具有卓越的安全性、热稳定性和高能量密度潜力,预计未来将在多个领域加速发展。作为下一代固态电池的核心部件,尤其是采用氧化物电解质(如 LLZO)的电池模块--在电动汽车、工业存储系统以及航空航天和医疗设备等特殊应用领域越来越受到关注。
锂陶瓷电池模块


硫化物固态电解质


硫化物固态电解质因其出色的离子导电性而备受关注。目前,研究人员正致力于通过材料科学方面的突破,提高硫化物固态电解质在空气中的稳定性和在电化学环境中的耐久性,从而扩大硫化物固态电解质在储能技术中的应用。


对于硫化物全固态电池而言,电极与硫化物固态电解质的界面相容性是当前技术发展的主要障碍。研究人员正在加深对界面不稳定性机理的认识,并通过应用第一原理计算和尖端材料表征技术探索创新解决方案。


在电极设计和材料创新领域,研究人员正在积极开发新的正负极材料,旨在提高电池系统的能量密度和循环寿命。这些前沿材料的系统研究和工程应用可以推动硫化物全固态电池的性能优化。虽然硫化物全固态电池已在实验室规模上显示出潜力,但其向大规模生产的过渡,将面临重大挑战,包括制造环境的微调、高压成型技术的创新以及缺乏成熟的大规模生产设备。


硫化物全固态电池的技术开发和产业化进程最终需要不同学科和行业之间的协同合作。全球学术机构、研究组织、电池制造商和材料供应商之间的战略联盟将对固态电池技术的快速发展起到决定性作用。


氧化物固态电解质


固态电池技术迭代以液态体系为基础,顺序为固态电解液新负极新正极。主流厂商遵循半固到全固的发展路径进行布局,核心变化在于引入固态电解液,电解液有望从聚合物+氧化物半固路线到氧化物半/全固路线,再到氧化物全固路线迭代。


复合电解质具有优势,有望成为未来的主流路线之一。复合电解质可以结合聚合物和氧化物的优点。复合固体电解质一般是由无机填料和聚合物固体电解质组合而成的电解质。复合固体电解质兼具无机固体电解质和有机固体电解质的优点,具有较高的锂电导率和电化学稳定性。在聚合物固态电解质中添加无机填料得到的固态电解质具有更好的综合性能。


锂陶瓷电池模块,产品应用分析


汽车应用中使用的锂陶瓷电池模块是一种利用固态技术的尖端储能解决方案,通常采用陶瓷基固体电解质取代传统的液态电解质。这些模块具有不易燃和热稳定的特性,因此安全性更高,特别适用于电动汽车(EV)。就产品应用而言,电动汽车是最大的应用。


汽车


汽车应用中使用的锂陶瓷电池模块是一种利用固态技术的尖端储能解决方案,通常采用陶瓷基固体电解质取代传统的液态电解质。这些模块具有不易燃和热稳定的特性,因此安全性更高,特别适用于电动汽车(EV)。


此外,它们还能提供高能量密度、延长循环寿命和改善热管理,所有这些都有助于延长行驶里程、降低热失控风险和提高极端条件下的性能。


刚性、紧凑的结构还允许创新性地集成到汽车底盘中,与汽车行业推动轻量化、高效和下一代电池系统的趋势相一致。


工业和能源存储


工业和能源存储应用中的锂陶瓷电池模块是先进的固态电池系统,采用陶瓷基固体电解质,具有更高的安全性、耐用性和效率。


这些模块具有出色的热稳定性、抗泄漏或燃烧能力以及较长的循环寿命,是电网规模储能、备用电源和高需求工业运行的理想选择。


固态特性允许更高的电压运行,对恶劣环境的耐受性更好,因此适用于远程基础设施、可再生能源集成和关键任务系统。此外,其紧凑坚固的设计还支持模块化扩展,可在固定和移动工业储能装置中灵活部署。


其他


除了汽车、工业和储能领域,锂陶瓷电池模块未来还可广泛应用于航空航天、轨道交通和军事装备等对安全性和可靠性要求较高的场景。由于其具有不易燃、耐高温、能量密度高、寿命长等优点,特别适合在极端环境下稳定运行。


例如,在轨道交通和航空系统中,锂陶瓷电池可用于应急备用电源或高频启停设备;这些应用充分体现了锂陶瓷电池在关键基础设施和高可靠性领域的独特价值。


锂陶瓷电池模块的发展在全球范围内呈现出地区差异。在美洲,尤其是美国,受电动汽车、航空航天和能源存储领域需求的推动,研究和商业化工作正在加速。以中国、日本和韩国为首的亚太地区仍是主要的制造中心,在生产规模和技术创新方面取得了长足进步。在欧洲,汽车电气化计划和监管部门对先进电池技术的大力支持推动了增长。中东和非洲处于较早阶段,发展主要集中在试点项目和可再生能源集成投资,但对锂陶瓷解决方案的兴趣正在稳步上升。


 


行业趋势


新一代电动汽车架构的战略重点


汽车原始设备制造商正在越来越多地重新设计汽车平台,以适应固态和锂陶瓷电池模块,这些模块具有更高的安全性和热稳定性。


与传统电池组不同,锂陶瓷模块支持新型电池组设计,如电池对电池组(CTP)或电池对底盘(CTC),因为它们的热失控风险较低。这一趋势促使汽车制造商探索紧凑型、模块化和结构集成化的储能解决方案,从而催生出更加灵活、轻质和安全的电动汽车架构。


电池创新企业的垂直整合和内部研发


许多领先的电池创新企业和初创企业都在追求垂直整合,将内部材料研究、模块设计和系统集成结合起来,以控制质量和知识产权。


ProLogium、丰田和 QuantumScape 等公司不仅开发陶瓷电解质,还为陶瓷技术量身定制整个电池堆、BMS 和冷却系统。这种方法正在形成一种趋势,即端到端开发管道可实现快速迭代和更大程度的优化。


两用应用的兴起: 移动 + 固定存储


锂陶瓷电池模块在两用场景中越来越受到关注--既可用作移动电源(如物流车、无人机、自动导航车),也可用作固定存储单元(如微电网、住宅 ESS)。它们的周期寿命长、固有安全性高、耐极端温度,是汽车、工业和能源基础设施领域混合商业模式的理想选择。这就推动了对可以以各种形式部署的多用途电池平台的需求。


重视材料回收和循环供应链


随着可持续发展成为全球的当务之急,业界正在积极探索陶瓷组件的可回收性,以及这些模块中使用的锂和稀土的闭环供应链。


锂陶瓷电池通常使用较少的易燃有机溶剂和稳定的固态组件,使某些回收途径更加安全,并可能更加高效。


围绕陶瓷电池回收技术,新的公司和合作伙伴不断涌现,预计这一趋势将与应用同步增长。


政府、学术界和工业界之间的合作


欧洲、亚洲和北美的各国政府正在启动国家固态电池计划,为研发和试点生产线提供资金,其中包括锂陶瓷技术。与大学和研究机构的公私合作正在加速材料突破、生产规模扩大和安全测试。这种合作模式正在形成以固态电池开发为重点的区域创新集群,实现知识共享和快速原型开发。


完整报告内容请参考 QYResearch 发布的《2025 - 2031 全球与中国锂陶瓷电池模块市场现状及未来发展趋势》,以获取更全面、深入的市场洞察。

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