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日前，有媒體報道稱，我國或將投入約60億元用于全固態電池研發，寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共6家企業有望獲得政府基礎研發支持。據多位知情人士確認，此項行業內史無前例的項目由政府相關部委牽頭實施，鼓勵有條件的企業對全固態電池相關技術開展研發。該項目經過嚴格篩選后，最后具體分為7大項目，聚焦聚合物和硫化物等不同技術路線。

 

這則消息恐怕并非空穴來風，固態電池已被視為新能源汽車領域發展的大勢所趨。國家大手筆的研發支持如果是真，圍繞新能源汽車的新一輪技術與產業升級將得到進一步強化。
 

 

01

產業鏈上下游厲兵秣馬

 

近一段時間以來，全固態電池的研發進展及半固態電池上車的消息層出不窮，多家新能源車企和動力電池供應商披露了相關的研發或量產進展。固態電池正在成為產業鏈上下游企業爭奪的下一個制高點。

 

在前沿技術方面，全固態電池干法制備取得新突破。近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所固態能源系統技術中心研究團隊，利用熔融黏結技術干法制備出具有出色柔韌性的超薄硫化物固態電解質膜，其力學性能、離子電導率及應力耗散特性，可有效抑制電池內部應力不均導致的機械失效。據悉，運用該方法制備出的一體化全固態電池具有優異的界面穩定性、長循環性能。

 

與此同時，產業鏈上下游企業也正加快技術研發和生產線建設，為固態電池的量產做準備。

 

5月29日，億緯鋰能在互動平臺上表示，在固態電池領域已開展聚合物類固態電池的研究，目前已初步實現室溫下的穩定運行，將在微型電子產品上實現應用。5月22日，天齊鋰業在互動平臺上表示，已完成下一代固態電池用硫化鋰產品首單銷售，并且在技術路線和成本上具備較強競爭力；目前硫化鋰產品已實現小批量對外銷售，后續將繼續拓展客戶渠道。

 

5月16日，國軒高科在互動平臺上表示，公司能量密度可達360Wh/kg的軟包半固態電池已具備產業化能力，目前正對接包括整車、低空飛行等不同領域的客戶。5月6日，龍蟠科技在互動平臺上表示，全資子公司三金鋰電主要從事固態電池的前驅體生產，目前已建成年產5000噸三元前驅體產能。5月8日，海目星在互動平臺上表示，公司參與了固態電池設備的開發，對關鍵技術和關鍵工藝取得突破，并實現了國內固態及準固態電池中試產線的多種設備和產線的交付及生產，其中有部分設備已實現480Wh/kg的電池量產及銷售。4月18日，贏合科技在互動平臺上表示，固態電池的發展拉動相關設備需求，公司生產的固態電池設備涂布機已發貨到客戶現場。

 

此外，寧德時代首席科學家吳凱在第十六屆重慶國際電池技術交流會／展覽會（CIBF2024）上稱，如果用技術和制造成熟度作為評價體系（以1～9打分），寧德時代的全固態電池研發目前處于4分的水平。他透露，寧德時代的目標是2027年達到7～8分的水平，意味著可以小批量生產全固態電池且機會很大，但大批量生產仍然面臨成本等挑戰。
 

 

02

宣傳模糊易導致概念混淆

 

隨著越來越多企業加入到固態電池的研發和生產行列，外界關注的目光也多了起來。有人質疑究竟是企業為吸引眼球而制造噱頭，還是技術真有了實質性進展。對此，業內人士普遍認為，固態電池的研發和生產確在加速發展。同時，隨著技術的不斷進步和成本的逐步降低，固態電池的商業化應用也越來越接近現實。

 

上海鋼聯新能源事業部分析師�？卤硎�，目前固態電池處于液態電池轉向半固態電池量產上線階段，例如海外固態電池研發進度加快，國內上汽集團等車企紛紛表示預計“全固態電池2027年量產”。

 

4月8日，配裝“超快充固態電池1.0”的上汽智己L6正式亮相。根據智己汽車公布的信息，該款電池包的帶電量超130kWh，電池單體能量密度達368Wh，CLTC綜合續駛里程突破1000公里，可實現充電10分鐘行駛400公里的補能效率。

 

需要指出的是，智己L6所配裝的實際上是半固態電池。此前已有衛藍新能源、清陶能源和贛鋒鋰業等企業實現半固態電池的量產裝車，東風和蔚來汽車等企業的相關產品投入市場。

 

固態電池以其高安全性、長壽命和高能量密度等特點備受矚目。然而，目前市場上的固態電池技術尚未完全成熟，大規模應用仍面臨一定的挑戰。半固態電池作為走向全固態電池的過渡階段，在一定程度上保留了液態電池的優勢，同時也在安全性能上有所提升。

 

上汽清陶能源科技有限公司總經理李崢在CIBF2024上表示，公眾對于半固態的理解有差異，行業缺乏明確標準。“清陶能源的半固態不是凝膠態。對我們來說，半固態到全固態是逐步升級，能存液體的空間越來越小，直到沒有液體，能量密度隨之越來越高。我們認為，半固態電池的發展能支撐全固態電池的發展，也是到全固態的必然發展過程。”他稱。

 

為何固態電池的發展背上了急功近利和炒作概念之嫌？這或許與一些宣傳上的模糊說法，造成業內外對于全固態電池與半固態電池之間的差異混淆脫不開關系。據介紹，動力電池按照液態電解質占電芯的比重，一般可劃分為液態（25％）、半固態（5％～10％）、準固態（0～5％）和全固態（0％）。業內人士指出，在追求技術突破和產業化進程的同時，也需要避免過度宣傳和浮躁情緒的影響，只有踏實推進技術研發和產業化進程，才能真正推動固態電池技術的健康發展。
 

 

03

上車時間或在2027年前后

 

雖然存在部分質疑聲音，但這并沒有阻擋固態電池的發展步伐，整車廠商紛紛開始公布明確的上車時間表。

 

5月24日，上汽集團表示，2027年配裝全固態電池的智己新車將實現量產，并正式交付用戶；后續，全固態電池能量密度有望進一步提升至500Wh/kg。廣汽集團也發布了全固態電池將于2026年量產裝車的消息。豐田、日產、本田分別計劃于2027年、2028年和2030年投放配裝全固態電池車型。三星SDI、SK On、LG新能源也發布了全固態電池的商業化計劃。

 

日前，東方證券發布研報稱，國內固態電池材料體系全面優化，產業鏈存在較多潛在機會。電解質為固態電池關鍵創新點；正負極材料向高性能方向迭代，打開高鎳三元、硅基負極乃至鋰金屬負極的應用空間；封裝多采用軟包路線，鋁塑膜需求有望提升。由于近期固態電池利好不斷，該機構看好產業化發展過程中不斷涌現的階段性機會。

 

“目前，全固態電池處于由技術突破到工程化實現的發展階段。全固態電池主流技術路線尚未明確，硫化物、氧化物聚合物復合等多條技術路線共同發展。”中國汽車戰略與政策研究中心高級研究員孫昱晗介紹說，根據調研了解，目前國內外重點企業仍在針對全固態電池界面、析鋰等核心卡點問題開展技術攻關，部分企業建設中試線嘗試相關技術的工程化實現。他認為，2027年，全固態電池有望實現裝車應用，實現從“0”到“1”的突破；2030年后，經過一代產品的迭代，預計可以實現規模量產，產業鏈逐步打通。

 

車夫咨詢合伙人曹廣平認為，固態電池目前處于“技術可期、產業探索、商用尚早、市場呼喚”的發展階段。全固態電池由于各方面仍不太成熟，甚至技術路線也未完全確定，所以量產時間還很難說，但固態類的電池，尤其是半固態電池的實驗室研發已與車企對接，因此可能在2025～2030年批量生產。

 

不過，有業內專家強調，量產和產業化完全是兩個概念，技術成熟就可以生產產品，但產業化不是一兩家企業就能實現的，而是整條產業鏈上的企業都能夠做到；只有達到一定規模，產品成本才有下降空間，否則以液態電池5、6倍的價格，固態電池憑什么在市場上立足？中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高也曾直言，雖然到2030年全固態電池有望實現產業化，但在當下階段企業還應腳踏實地解決關鍵問題。

 

行業內半固態電池紛至沓來熱潮的背后，究竟誰等不及了？是車企急于提升產品競爭力，還是供應鏈渴望抓住新的增長機遇？是終端市場期待更先進的電池技術，還是資本看好固態電池產業化的前景？這個問題的答案恐怕并不是單一的。固態電池作為一種顛覆性的技術，其潛在的商業價值巨大。固態電池的量產還關系到科技主導權之爭。誰能夠真正率先量產，誰就會占據新的主導權。中國在動力電池上的領先優勢，也需要進一步延伸到固態電池領域之中。
 

04

跨越技術與成本雙重難關

 

常柯表示，固態電池量產主要面臨三方面的挑戰，一是能量密度提升需要整個產業鏈適配，正極材料向無鈷靠攏，富鋰錳基潛力巨大，但目前難以解決電壓衰減、循環壽命低等問題，產業化進程受限；二是受技術制約，當前固態電池工藝尚未成熟，其發展亟需解決3個核心科學問題，即固態電解質的離子輸運機制、鋰枝晶生長機制和多場耦合下的失效失控機制；三是受成本制約，部分材料售價昂貴，阻礙固態電池的量產解決方案。作為液態電池和固態電池的折中產品，半固態電池有望率先量產。固態電池比傳統鋰電池更容易適配鋰金屬負極和硅碳負極，但硅碳負極所需涂覆的額外電解質導致成本高，鋰金屬負極成本雖然較低，但技術上仍存在鋰枝晶反應等難關。

 

“固態電池的量產有眾多關鍵技術難題有待解決。如固態電解質和電極間的界面問題，以及金屬鋰負極的鋰枝晶問題，電池層級的安全管理策略等關鍵技術也不成熟。”孫昱晗表示，“工程化制備技術也有待突破，一是固態電池裝車應用需要數百兆帕的超高壓工藝，實現結構完全致密化以解決界面問題，相關的工藝和裝備有待開發優化；二是固態電池需要嚴苛的工藝環境，遠高于現有液態電池的濕度要求，才能避免釋放劇毒硫化氫氣體；三是固態電池工藝一致性要求更高，需要強大的工程能力和制造經驗進行支持。”

 

整體來看，成本和技術仍是固態電池量產的主要攔路虎。曹廣平認為，固態類電池發展總體樂觀，因為多條技術方向上有可能競爭出1～2條比較好的產品路線。目前難點主要是集中在界面阻抗、穩定性、壽命、工藝以及成本上，且這些要素之間相互影響。因此，在相互作用以及共同發展過程中，行業還必須經過多輪實驗室測試、小試、中試等來回反復的階段，不同的技術路線會展現不同的特點。

 

“固態電池是下一代動力電池產業技術競爭的戰略制高點。固態電池在比能量、安全性、溫度適應性等方面較傳統液態電池具有革命性優勢，可支撐新能源汽車滿足全場景、全氣候、高安全的使用需求，是企業在下一代動力電池競爭中取得優勢的實現路徑，也是鞏固擴大我國智能網聯新能源汽車產業領先優勢的重要抓手。”孫昱晗表示，除新能源汽車外，固態電池在航空航天、國防軍工等戰略性領域同樣具有廣闊的應用前景。因此，固態電池產業發展具有戰略意義，需要產業各方協同推動發展。

 

05

尋求突破也要用好現有資源

 

歐陽明高表示，全固態電池是公認的下一代電池首選方案之一，被列入中國、美國、歐盟、日韓等主要國家的發展戰略，也成為下一代電池技術競爭的關鍵制高點。但他同時提醒，半固態電池正在試裝車，良品率、電池成本、充電倍率、循環壽命這些問題還需要解決。從全行業看，中國既要發展漸進性的半固態技術路線，又要防范激進型全固態技術路線帶來的顛覆性風險。

 

對此，孫昱晗認為，全固態電池與正極材料體系兼容度高，但對負極材料、隔膜、電解液、制造裝備等現有產業鏈環節造成較大影響。負極材料方面，固態電池采用鋰金屬負極與固態電解質匹配，能充分體現全固態電池高能量密度的特點，未來金屬鋰有望成為全固態電池的主流負極材料，對現有石墨等負極材料體系造成沖擊。電解液方面，氧化物、硫化物等無機固態電解質通常采用溶劑凝膠、高溫固相、高溫燒結等方法制備，不再需要傳統電解液的溶質和溶劑，將完全取代當前電解液體系，對產業帶來顛覆性變革。隔膜方面，全固態電解質體系下，可能會逐步取消使用現有液態電池體系下的隔膜，對現有鋰電隔膜產業影響較大。生產制造裝備方面，注液機等個別設備會被完全取消，需要增配與固態電解質成膜、等靜壓、干法電極等工藝相匹配的設備，對生產制造裝備升級提出較大的挑戰。

 

在業內專家看來，以應用為本，高性能鋰電池的發展之路應多維并進，除對固態電池這一前沿技術開展探索外，同樣不能忽視在液態電池領域的深厚積淀和顯著優勢。這些優勢不僅體現在技術研發的成熟度上，還展現在產業鏈完善、成本控制及市場應用廣泛等多個方面。

 

液態電池仍有一定的提升潛力和廣闊的發展空間。隨著新材料、新工藝的不斷涌現，中國動力電池產業鏈有望進一步提升鋰電池的能量密度，提升新能源汽車的續駛里程和安全性能。在充電速度方面，通過優化電池結構、提升充電效率等技術手段，可進一步縮短充電時間，提高用戶體驗。因此，在推動高性能鋰電池發展的過程中，我國應充分利用現有優勢，延續在非固態電池領域的領先地位，并不斷挖掘和拓展新的技術方向和應用場景。