固态电池量产前夜

苏枫

固態电池正在确认自己的辉煌未来。

3月1日上午，小米手机发布了一条动态，宣布小米预研固态电池技术，目前在实验室中已经取得阶段性成果，未来可带来固态电池技术的三大提升，即能量密度突破 1000Wh/L、低温下放电性能提升20%、针刺实验通过率大幅提升。

据了解，小米的固态电池预研团队正在进行更深入的研究和开发工作，以将这种技术应用到未来的产品中。

这条新闻对业界而言意味着什么？什么是固态电池？

产业发展提速

固态电池是相对于传统液态电池而言的，它具有更高的能量密度、更高的安全性和更长的使用寿命等优势。这一技术的应用可以为手机、电动汽车、无人机等产品带来更好的性能。

固态电池与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，它是一种使用固态电极和固态电解质的电池，固态电解质的密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。

与目前的锂电池相比，固态电池优势相当明显：首先是它的充电速度可提高几倍以上，而且不受温度限制；其次是能量密度翻倍，续航里程达到1000km以上；更重要的是，由于固态电解质具有不可燃性、无腐蚀性、无挥发的特性，化学性质更稳定，穿刺后也不用担心安全问题。

除了可以应用到手机，这种电池在汽车行业也备受瞩目。大众、丰田等传统车企和蔚来、合创等新势力品牌都对固态电池做出了研究开发规划，不过截至目前，固态电池在全球范围都没有落实到量产阶段。国内更多企业是采用半固态电池作为过渡方案。

半固态电池实际上与当前的液态锂离子电池关系更近，它仍需要电解液和隔膜，产品形态上并没有本质上的创新，属于改良型的方案。

清陶能源联合创始人李峥认为：“从产线和工艺的角度来说，这种半固态跟传统锂离子电池相比，有30%的创新。但它实际上并没有解决固态和固态之间相接触的界面不够完美的问题。”

中研普华研究院《2021—2026年中国固态电池行业发展分析及投资战略研究报告》显示：“在1000km续航里程的竞赛中，蔚来、广汽埃安、高合等车企也在积极与固态电池生产商合作，共同推进半固态电池的上车进程。业内普遍认为，作为过渡技术的半固态电池商用化即将来临。半固态电池依赖于液态电解质来进行锂离子交换，但半固态电解质中的电解液含量已经大幅减少。”

在近期的广州车展上，包括东风汽车、长安深蓝等多家车企都宣布了加速布局固态电池。其中东风汽车表示正在研发第二代固态电池，预计2023年上半年量产搭载，整车续航可达1000km以上。

车企对固态电池和半固态电池装车跃跃欲试，刺激上游动力电池厂商研发不断提速。

国轩高科透露，公司的高安全半固态电池单体能量密度达360Wh/kg，配套车型的电池包电量达160kWh，续航里程超过1000km。

此外，还有多家上市公司近日在投资者互动平台披露半固态电池最新进展。传艺科技表示，公司的半固态、固态电池尚处于研发阶段。恩捷股份表示，公司已与北京卫蓝新能源、溧阳天目先导成立合资公司江苏三合，共同合作研发并生产固态电解质涂层隔膜，布局半固态电池领域，目前项目正在顺利推进中。

资本市场更是对固态电池表示看好，赣锋锂业、天齐锂业等多家上市公司股价应声上涨。

在融资方面，资本竞相入局，抢滩固态电池领域。2022年以来，多家固态电池企业在一级市场获得投资，包括恩力动力、卫蓝新能源、太蓝新能源、高能时代等。投资方除了创投机构、政府投资机构，也不乏车企、电池企业等产业投资者。定位于全固态电池技术的高能时代于今年3月宣布完成超5000万人民币天使轮融资，投资方包括电池企业。

作为动力电池的终极目标，半固态与固态电池企业持续获得资本赋能与资源倾斜，叠加车企、电池企业入局，固态电池产业化进程稳步推进。

据了解，在头部动力电池企业中，宁德时代、中创新航、孚能科技等都已公开表明在固态电池技术方面有所布局。

北京特亿阳光新能源科技有限公司总裁祁海珅表示，目前固态电池处于产业化前期，不同技术路线有不同的企业在跟进，核心问题是材料性能的改善。

江西新能源科技职业学院新能源汽车技术研究院院长张翔认为，目前多家企业半固态电池刚走出实验室阶段，有的企业步入中试阶段，量产还需经历缓慢的爬坡过程。另外，企业的产品良率以及供应链建设将面临考验。

在国内，半固态电池的积极参与者还有蔚来汽车、孚能科技等。

蔚来联合创始人秦力洪近日表示，搭载150kWh半固态电池的车型将于今年上半年推出，车型很可能是蔚来ET7，电池来自卫蓝新能源。

孚能科技近日表示，目前公司已有半固态电池产品实现了量产装车。此前消息显示，孚能科技的半固态电池中试样品能量密度达到330Wh/kg，并且已布局400Wh/kg产品。

国际与未来

全球范围内，各车企和电池企业都在积极布局固态电池技术。固态电池的技术发展采用逐步颠覆策略，从发展路线来看，液态电解质含量逐步下降，从传统液态电池到最终全固态电池的发展可以分为五大阶段：（1）传统液态电池；（2）凝胶态电池；（3）半固态电池；（4）准固态电池；（5）全固态电池。

反观国外，车企和相关电池企业似乎跳过了半固态阶段，集中火力进攻全固态堡垒。

不久前，德国宝马集团宣布，宝马将打造全固态电池中试生产线，2025年推出首辆原型车。

近日，日本汽车制造商日产（Nissan）宣布，正在全力推出一款装载全固态电池的电动车。日产负责欧洲研发的高级副总裁大卫·莫斯（David Moss）称，日产研发的全固态电池和现在的液体电解液锂离子电池相比，成本会降低50%，能量密度提高1倍，并且可提供比现在电池快3倍的充电速度。

据悉，日产正在和英国牛津大学合作开发这项技术，已经从纽扣电池开发到10cm的方形电池。日产计划在2025年建立并运行全固态电池试点生产厂，到2026年完成初始技术的工程设计，然后在2028年首次应用在汽车上，逐步实现量产。

丰田、松下、京都大学、日本理化学研究院等38家汽车、电池、材料企业和科研机构联合，计划到 2030 年前后将固态电池组每千瓦时的成本降至锂电池的 30％。

除此之外，韩国三星 SDI 和 SK电池企业也在联合研发固态电池。

总之，全固态电池尚存在诸多技术难题有待解决，短期内实现产业化及商业化仍面临较大的挑战。目前行业尚处于半固态向全固态发展的阶段，半固态电池基本满足当前商业化应用需求，有望率先实现量产，根据技术发展和市场需求逐步调整向全固态迭代。业内预计全固态锂电池将在2020—2025年期间实现小批量生产，大规模商业化则需等到2030年左右。

固态电解质是固态电池的核心，电解质材料对电池的各项性能参数有着决定性影响，如功率密度、循环稳定性、安全性能、高低温性能以及使用寿命。目前比较成熟的固态电解质分为三类：聚合物、氧化物、硫化物。从技术路线上看，三种技术路线皆有企业布局，其中欧美企业偏好聚合物与氧化物体系，而日韩企业则更多致力于研发硫化物体系。

固态电池正在确认自己的辉煌未来。