固态电池，何以成为“行业颠覆者”？

浩博电池网讯：日前，宝马集团在公告中表示，将与美国初创公司Solid Power启动下一阶段全固态电池的联合研发，并在自己的电池制造中心（CMCC）采用Solid Power的全固态电池中试生产线，2025年推出首辆原型车。

  5月3日，有着“家电界的苹果”之称的戴森技术有限公司（以下简称“戴森”）宣布将在新加坡建厂，生产具有专利技术的固态电池。

  从宝马到戴森，从日产到丰田，再从三星SDI到SK集团，近年来，固态电池以“行业颠覆者”的姿态吸引了众多巨头入局。

  在更高的安全性能和能量密度要求下，固态电池应运而生。当前，全球约有50余家企业致力于固态电池技术的研发，固态电池被认为是液态电池的下一代技术，已成为动力电池的重要发展方向。

  在第二届世界动力电池大会上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示：“我们发现，在全球顶级刊物上发表的与固态电池技术相关的论文数量正呈指数增长，可以说固态电池技术已到商业化的前夜。”

  自2022年以来，我国多家企业也相继布局固态电池的研发。宁德时代、比亚迪、泰蓝、国轩高科、吉利等一众厂商纷纷入局固态电池，固态电池的国产军团也呼之欲出。其中，在卫蓝新能源的技术加持下，蔚来汽车已下线了搭载半固态电池的一体器，开创了固态电池汽车元年。

液态锂电池“没落”了？

  从本质上来说，固态电池是一种颠覆性的电池新技术。

  目前，新能源汽车的电池都是以液态锂电池为主，电池中灌有电解质液，用于储能。而固态锂电池的结构中基本不含液体，主要由固态的正极、负极与电解质组成，规避了液态的全部缺点，既没有腐蚀性，也不可燃烧，因此更为安全。

  从电解质的分类来看，锂电池可分为液态、半固态、准固态和全固态四大类。其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。固态电池的发展采取逐步颠覆策略，随着液态电解质含量逐步减少，不含任何液体电解质的全固态电池将是最终形态。

  业内曾流传着这样一句话，“固态电池普及之日，就是燃油汽车退出历史舞台之时。”一时间，固态电池似乎代表着电池发展的未来方向。

  目前，对于固态电池的研究，欧洲企业“抱团发力”，美国企业“开疆拓土”，堪称“八仙过海，各显神通”。

  2017年，锂电池之父约翰·古迪纳夫与玛丽亚·海伦娜·布拉加开发了一种聚合物固态电池，轰动一时。是年，欧洲电池联盟成立，该组织由欧盟一手主导，成立次年便高调推行《电池战略行动计划》，誓要凝聚欧洲力量，抢占固态电池市场。2019年，第二个电池产业联盟成立，欧洲“电池2030+”计划也随之诞生。

  美国更是不甘示弱，先是在2021年发布了《国家锂电蓝图》，后又投入亿元经费研发固态电池，更是与欧洲开展了多项合作，携手推进固态电池的产业链建设。

  在欧美的固态电池宏图中，既有材料加速平台的搭建，又有电池规模化制造的推广，一批知名车企参与其中，如宝马、大众、标致等，可谓众星云集。

  尽管固态电池技术起源于欧美，可目前拥有最多专利技术的却是日本和韩国。其中，丰田汽车（以下简称“丰田”）是日本固态电池的“排头兵”。早在2004年，当其他企业还处于观望状态时，丰田就开始了固态电池的商业化尝试。

日韩：固态电池“逆天改命”

  20世纪90年代，日本成为世界上最早实现锂电池商用化的国家。但在日本安于本国锂电池市场的时候，中国和韩国的锂电池技术成功追赶，日本在世界电池市场中的占有率迅速下降。

  近年，日本迫于可能会退出全球电池市场的危机感，开始加紧电池研发对策，特别是固态电池的研发，并力争在2030年之前实现商用化。

  一位汽车专家表示，如果日本成功实现全固态电池商用化，将完全颠覆目前中国和韩国占据优势的市场秩序。

  据日本专利分析公司Patent Result的数据，从2000年至2022年3月，全球已公开的固态电池专利件数中，第一名是持有1331件专利的丰田，其次是持有445件的松下控股，排在第三位的出光兴产则有272件。排名前十的企业中有6家是日本企业。

  目前，日产汽车（以下简称“日产”）将在2026年前共投入1400亿日元（约73亿元人民币），用以开发充电时间比传统电池少三分之一、能量密度提高一倍的全固态电池。本田汽车（以下简称“本田”）为了降低全固态电池的生产单价，将在2024年之前投入430亿日元（约22.4亿元人民币），建立全固态电池示范生产线。

  相比日产和本田，丰田则有更大手笔，计划在2030年前实现固态电池商用化，在电池开发和生产方面投入2万亿日元（约1044亿元人民币）。目前丰田正在研发的全固态电池将比现有电池更耐高电压和高温，具有延长续航里程和缩短充电时间的优点。

  除了日本，最近5年里，韩国的全固态电池专利数量也呈上升趋势。韩国三家电池公司（LG能源解决方案、SK集团、三星SDI）都开始开发全固态电池。

  4月20日，韩国政府宣布将由政府及其头部电池公司牵头，在2030年之前共同投资20万亿韩元，用以开发包括固态电池在内的先进电池技术，并在2025年开始商业化生产。

固态电池商业化仍是持久战

  我国也在为全固态电池商用化提供高强度政策支持。

  2020年11月，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，明确要求加快固态动力电池技术的研发和产业化。2022年6月1日，国家发展改革委等九部门联合印发了《“十四五”可再生能源发展规划》，明确指出要研发固态锂电池技术。2022年8月18日，科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022-2030年）》，明确指出要研究固态电池等更安全、更长寿命、更高能量效率的前沿储能技术。

  2016年，比亚迪开启了固态锂电池的研发。2022年1月，比亚迪全固态锂电池的生产与装配、新车测试等消息传出。据悉，该固态电池在使用硅基材料作为固态电池负极时，能量密度预计能达到400瓦时/千克。作为参考，比亚迪二代刀片电池的能量密度为180瓦时/千克，也就是说，比亚迪固态电池的能量密度比刀片电池提升了1倍之多。

  据知情人透露，首发比亚迪固态电池的车型，或将是其百万元级别高端品牌仰望SUV。除了比亚迪车型自用，比亚迪首批全固态电池还将外供其他企业，可能优先供应奔驰、宝马、奥迪和红旗等品牌。

  头部企业的加入，让我国固态电池站上了投资风口。

  根据韩国市场研究机构SNEResearch发布的关于固态电池市场分析的数据，2025年，我国固态电池市场有望达到30亿元，2030年有望达到200亿元。在二级市场上，固态电池概念股的表现也十分强劲，2023年固态电池概念股涨幅已经接近20%。

  除北京卫蓝外，清陶能源、太蓝新能源、高能时代、恩力动力等数十家初创型固态电池公司也先后获得融资。尽管这些公司多数都只有量产计划，还没有产品和客户订单，但估值已经超过20亿元。

  车企的选择搅动了巨头独揽的动力电池产业。不过，理想照进现实尚需时间。

  有业内人士指出，目前市面上还未出现一款实现量产的全固态电池，从液态电池迈向全固态电池难以一蹴而就。全固态电池量产和商业化还面临着诸多难题，仍是一场持久战。

  市场调研机构Strategy Analytic近期发布的研究报告显示，固态电池的电解质生产商遇到了挑战，高温和复杂工艺都限制了其批量生产的能力。而且，固态电池中的固体结构和熔融组件在使用硅阳极时容易发生分层，回收也是一大问题。

  该报告还预测，因为成本较高，所以固态电池技术实现突破和批量化生产可能要到2030年，首批全固态电池可能只出现在高端车型上。

  因此，半固态电池（固液混合电池）成为当前的折中方案。

  在工信部最新的变更扩展公告目录中可以看到，蔚来汽车将有三款车型开始使用半固态电池，其中两款为蔚来ES8，另一款为蔚来ET7。

  据了解，成立于2016年的卫蓝新能源是中科院物理研究所清洁能源实验室固态电池技术的产业化平台，该公司是蔚来汽车ET7半固态电池供应商。启信宝显示，卫蓝新能源完成了约5亿元的C轮融资，投资方包括小米集团、华为技术、IDG资本、蔚来资本、允泰资本，本轮融资后卫蓝新能源估值达到50亿元。

  今年年初，蔚来汽车方面曾透露，如果没有意外的话，蔚来150千瓦时的电池包将在今年上半年推出。本次蔚来汽车配套的半固态电池的能量密度为360瓦时/千克，超过宁德时代麒麟电池（255瓦时/千克），单次充电续航超过1000千米。

  除此之外，中国装机量前十的动力电池企业中，国轩高科360瓦时/千克的三元半固态电池量产临近，400瓦时/千克的半固态电池在实验室已有原型样品；中创新航已经完成400瓦时/千克的固液混合电池技术的阶段开发，寿命与安全已均通过国标测试；孚能科技也于去年推出了全新的半固态软包电池，与“4680”电池相比，电池包体积利用率高出12%。

  大量事实表明，全球的电池企业以及整车企业都在积极布局固态电池技术，但目前行业尚处于半固态向全固态发展阶段，全固态电池的技术难题仍有待解决，真正实现产业化及规模上车仍需要较长时间。

【责任编辑:孟瑾】