（圖片來源：攝圖網）

作者|秦海清 來源|車百智庫(ID：EV100_Plus)

歲末年初之際，固態電池“風云再起”。

1月2日，中國動力電池廠商國軒高科在投資者關系平臺上稱：半固態電池匹配客戶需求，預計今年批量交付。

剛剛過去的2022年末，關于固態電池的消息更是此起彼伏。12月30日，在廣州車展上，長安深藍方面表示：半固態電池已經進入工程化研發階段，2025年將搭載整車應用。此前一天，孚能科技透露已有半固態產品實現量產裝車。

12月22日，美國固態電池廠商QuantumScape宣布，目前已經將其首批24層原型固態電池交付汽車廠商，后續將會進行大量測試。12月15日，東風嵐圖首款轎車“追光”亮相，稱該車搭載行業首個量產裝車的半固態電池。

動力電池作為新能源汽車的“成本大戶”，是兵家必爭之地，而固態電池作為下一代電池技術的方向之一，是“必爭之地”中的“高地”。近期固態電池頻頻“冒頭”，看上去風口已經打開。

在漢德基金2022年度投資人大會上，中國電動汽車百人會副理事長兼秘書長張永偉分享了對新能源汽車下半場發展機遇的諸多思考，指出固態電池等新一代電池的競爭格局遠未形成，各市場主體仍有新的發展機會。

一

固態電池牛在哪？

動力電池從早期的鉛酸電池，到鎳氫電池，再到當前主流的鋰電池，已經走過100多年的歷程，其中鋰電池大規模“上車”不過十余年。

近年來，隨著新能源汽車產業的迅猛發展，產業界愈發認識到傳統液態鋰電池的極限所在，比如能量密度上限低，無法根除消費者的里程焦慮；整體電池質量大；低溫運行不暢、高溫環境下又存在安全隱患等等。于是，固態電池的呼聲日益強烈。

什么是“固態電池”？

從工作原理來看，固態電池與液態電池在本質上無異，兩者的核心區別在于電解質的形態。

當前主流的鋰電池主要包括正極材料、負極材料、電解液和隔膜等四大主材，因其電解質為液態，所以稱之為“液態電池”，而固態電池的電解質為固態，同時省去了隔膜。

固態電池之所以被認為是下一代電池的方向之一，是因為其在理論上完美避開了液態電池的所有痛點。

首先，固態電池能量密度更高。

科學界普遍認為，目前液態鋰電池能量密度上限區間為300-350Wh/kg，難以滿足350Wh/kg以上的高能量密度發展目標，而固態電池能量密度有望達到500Wh/kg。

其次，固態電池的安全性更高。

曾幾何時，新能源汽車自燃時常見諸報端，至今仍然是影響消費者購買新能源汽車的一個因素。動力電池的安全性即與液態電解質息息相關，而固態電池采用固態電解質，其具有絕緣性好、不易燃、不揮發的特點，可顯著提升安全性。

此外，固態電池的適用溫度范圍更廣，循環使用壽命更長。去年9月，哈佛大學團隊開發了一種新型固態鋰金屬電池，在實驗室中，該團隊的電池原型在生命周期內可循環超過1萬次，是普通液態電池循環次數的數倍之多。

二

看似“風口”降至，實則“道阻且長”

如開篇所述，相關企業在動態電池領域動作頻頻，看上去固態電池的風口越吹越近，實際上固態電池特別是全固態電池，現階段仍然無法離開實驗室，規模化應用“道阻且長”。

2017年，美國電動汽車公司Fisker發布了一項固態鋰電池專利，稱只要充電1分鐘，便可續航800公里，一時引業界矚目。創始人Henrik Fisker更是放言，固態電池會在2023年量產，且價格只有傳統鋰電池的三分之一。

如今2023年已至，Fisker早在2021年就完全放棄了固態電池，因為無法落地。“固態電池是一種這樣的技術，當你覺得已經完成了90%，幾乎達到目標時，然后你意識到剩下的10%比前面的90%困難得多。”Henrik Fisker說。

衡量一款動力電池能否量產，主要有能量密度、充放電倍率性能、成本、安全性和循環壽命等指標。動力電池的實驗室研究成果，一般在某個階段可以取得一個或幾個指標上的重大突破，但必須同時滿足所有指標要求才能實現量產，難度極大。

就目前固態電池的技術現狀而言，中科院物理所研究員李泓曾直言，目前還沒有企業展示綜合性能及成本都能與液態鋰電池相媲美的大容量固態動力電池。

固態電池何時才能走出實驗室？產業界正在努力爭奪最早的落地時間。

投資了QuantumScape的大眾集團在2021年稱，預計固態電池投入使用的時間不會早于2025年。現代汽車宣稱將在2030年大規模生產固態電池汽車，寶馬集團則計劃在2030年前實現兩場。

擁有固態電池技術專利最多的豐田汽車，已經屢次推遲固態電池上車，計劃2025年前實現全固態電池小規模量產，2030年前全固態電池要實現穩定量產。

韓國動力電池廠商LG化學表示將在2025年至2027年間實現全固態電池商業化，但全球動力電池龍頭寧德時代在2021年曾公開表示，“3-5年內能做到車里的，都不是全固態電池”。寧德方面稱已經可以做出固態電池的樣品，但是距離實現商業化還有很遠的路要走，預計到2030年才會面向市場推出。

綜合主流車企和電池廠商的表態來看，固態電池的量產時間基本在2030年前后。未來隨著技術進步，固態電池能否“早產”仍待觀察。

固態電池量產進度難料，半固態電池作為液態電池向全固態電池過渡的中間產品，正在成為相關企業卡位的焦點。

文章前面提到，國軒高科預計今年批量交付半固態電池產品，長安深藍表示半固態電池進入工程化研發階段，孚能科技透露已有半固態產品量產裝車。

早在2021年1月，蔚來汽車發布一款固態電池包，稱續駛里程將超過1000km，并透露搭載這種電池的車型預計2022年四季度交付。

業界短暫震驚之后發現，蔚來發布的所謂固態電池只是相對初級的半固態電池產品。而且，2023年都來了，蔚來尚未如期交付。

值得注意的是，半固態電池并非顛覆性創新，即使半固態電池實現大規模商業化應用，對現有液態鋰電池材料體系，也不會形成太大沖擊。

三

中國“大干快上”？

雖然固態電池量產應用“道阻且長”，但作為下一代電池的攻關方向之一，中國產業鏈應當予以重視，這也是頂層設計的題中之義。

根據《中國制造2025》的相關要求，到2025年、2030年，我國動力電池單體能量密度需分別達到400Wh/kg、500Wh/kg，這顯然已經超出了液態電池的“能力范圍”。

中科院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高認為，要想實現2030年500Wh/kg的能量密度目標，固體電解質層面的突破是不得不走的必由之路。同時，《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》明確要求“加快固態動力電池技術研發及產業化”。

此外，從國家產業競爭角度講，我國應當警惕日韓歐美試圖依靠固態電池在動力電池賽道上“超車”。

當前，中國在傳統液態鋰電池方面的競爭優勢明顯，以寧德時代和比亞迪為首的動力電池廠商居于全球龍頭地位，全球動力電池裝機量排名前十的企業中，有六家來自中國。

在當前鋰電池技術競爭條件下，歐美日韓意識到已經很難超越中國，于是寄希望于下一代電池，從而實現在車用動力電池領域“換道超車”。其中，日本尤其“野心勃勃”。

豐田自上世紀90年代起就推進固態電池的研究，從電池自身的結構到材料、制造工序擁有廣泛領域的專利。新能源汽車形勢愈演愈烈之際，日本自2017年更是起舉全國之力研發下一代電池，固態電池是其中主攻方向之一。

據日經中文網報道，從自2000年至2022年3月底公開的固態電池專利數來看，豐田以1331件居首位，是第二名的3倍，而且日本企業壟斷了前3名，排名前十的企業中有六家來自日本。

歐陽明高指出，在固態電池領域，日本超前我們5年，“現在的全固態電池，如果從國家角度來講，肯定是日本最重視，做的最好、規模最大。日本有很大的國家計劃，分工也很細，我們現在研發全固態電池還屬于各自為政階段，沒有一個完整的國家計劃來推動。”

2021年1月，中國工程院院士陳立泉在中國電動汽車百人會論壇上，旗幟鮮明地指出：固態電池“大干快上”。

中國電動汽車百人會副理事長董揚也認為，以固態動力電池為代表的新一代動力電池，是未來的重要競爭領域，“我們需要吃著碗里看著鍋里，給予足夠的重視”。

當然，日本在研發和專利方面的優勢，不必然意味著日本在固態電池領域的勝勢。

一方面，我國目前固態動力電池研究并不落后。董揚指出，在世界科學期刊發表文章數已居世界第一；另一方面，日本雖然在研發方面處于強勢地位，但考慮到中國具有全球最大的新能源汽車市場，中國有望未來在固態電池的產業化方面實現反超。

【全文參考】

[1]《半固態電池對鋰電產業有什么影響？》，東興證券

[2]《固態電池量產難度大在哪兒》，中國汽車報

[3]《全固態電池專利數：豐田排在首位》，日經中文網

[4]《創新驅動新一代電池繁榮》，車百智庫、中金資本

[5]《董揚：我國固態電池發展展望》，董揚

編者按：本文轉載自微信公眾號：車百智庫(ID：EV100_Plus)，作者：秦海清