深度丨全固態(tài)電池，目標(biāo)遙遠(yuǎn)拼命接近

作者 | 方文三

目前，市面上所謂的[上車(chē)]固態(tài)電池，實(shí)際上仍處于[半固態(tài)]的發(fā)展階段。然而，值得注意的是，部分車(chē)企出于各種考慮，選擇使用其他名稱(chēng)來(lái)指代[半固態(tài)]電池，這一做法在輿論場(chǎng)上引發(fā)了關(guān)于[半固態(tài)]與[全固態(tài)]的爭(zhēng)議與討論。

眾多企業(yè)發(fā)布固態(tài)電池的布局動(dòng)態(tài)

目前，已有超過(guò)十家企業(yè)公開(kāi)宣布了他們的固態(tài)電池量產(chǎn)計(jì)劃。

這些企業(yè)包括國(guó)內(nèi)的寧德時(shí)代、比亞迪、蔚來(lái)、小鵬、上汽、廣汽、長(zhǎng)安、東風(fēng)等，以及國(guó)際市場(chǎng)上的豐田、日產(chǎn)、寶馬、本田、大眾、奔馳等知名車(chē)企。

綜合這些企業(yè)的規(guī)劃，固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)最早在2026年，最晚則在2030年。

在這其中，上汽集團(tuán)計(jì)劃于2025年在智己、飛凡、榮威、MG等車(chē)型上搭載半固態(tài)電池，預(yù)計(jì)全年可銷(xiāo)售超過(guò)十萬(wàn)輛續(xù)航超過(guò)1000km的新能源汽車(chē)。

此外，豐田汽車(chē)計(jì)劃在2027年至2028年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)和實(shí)用化；

小鵬汽車(chē)、長(zhǎng)安汽車(chē)、日產(chǎn)等公司也均表示他們將在2027年推出搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車(chē)型。

在技術(shù)研發(fā)方面，天賜材料已經(jīng)制定了在半固態(tài)及固態(tài)電池領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)劃，并開(kāi)始布局相關(guān)專(zhuān)利，顯示出公司在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)上的前瞻性和實(shí)力。

東方電熱則指出，他們生產(chǎn)的預(yù)鍍鎳材料可用于包括固態(tài)電池在內(nèi)的不同介質(zhì)形態(tài)的圓柱形電池，展現(xiàn)了公司在材料領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)適應(yīng)性。

振華科技也表示，他們正在密切關(guān)注固態(tài)電池的發(fā)展態(tài)勢(shì)，并已開(kāi)展相關(guān)研發(fā)工作，取得了顯著進(jìn)展。

固態(tài)電池[真假]分不清

固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)逐步演進(jìn)的過(guò)程，難以實(shí)現(xiàn)跳躍式的發(fā)展。其發(fā)展過(guò)程可以分為三個(gè)關(guān)鍵階段：

①將電解質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，同時(shí)取消隔膜，但保持正負(fù)極材料體系不變；

②將負(fù)極材料更換為金屬鋰，以顯著提高電池的能量密度；

③更換正極材料，采用不含鋰離子的高密度材料。固態(tài)電池與液態(tài)電池的核心區(qū)別在于將電解液替換為粉末狀的電解質(zhì)。

盡管全固態(tài)電解質(zhì)存在電導(dǎo)率低和電極、電解質(zhì)界面穩(wěn)定性差等問(wèn)題尚未得到全面解決，但半固態(tài)電池作為通往全固態(tài)電池的中間方案，已經(jīng)得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、半固態(tài)，劃分標(biāo)準(zhǔn)就是液態(tài)電解質(zhì)的含量，液態(tài)（25wt%）、半固態(tài)（5-10wt%）、準(zhǔn)固態(tài)（0-5wt%）和全固態(tài)（0wt%）（wt%為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），即低于10wt%，才進(jìn)入半固態(tài)的門(mén)檻。

在電解質(zhì)的選擇上，目前主要有硫化物、氧化物和聚合物三種路線(xiàn)可供選擇。

綜合考慮制備難度、成本以及綜合性能，氧化物被認(rèn)為是目前最容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)的固態(tài)電解質(zhì)。

因此，智己提供電池的清陶能源目前推出的產(chǎn)品采用了氧化物路線(xiàn)。

有專(zhuān)業(yè)人士預(yù)測(cè)，全固態(tài)電池有望在2030年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

除了汽車(chē)領(lǐng)域，全固態(tài)電池還將對(duì)消費(fèi)電子、低空飛行等領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響，特別是對(duì)應(yīng)eVTOL萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)，對(duì)長(zhǎng)續(xù)航的要求更為嚴(yán)格。

然而，在車(chē)規(guī)級(jí)場(chǎng)景中，技術(shù)、成本和市場(chǎng)需求之間需要達(dá)到最佳平衡。

未來(lái)，可能將止步于準(zhǔn)固態(tài)形式（400Wh/kg）。

如果資本市場(chǎng)過(guò)于關(guān)注遙遠(yuǎn)的概念而忽視了現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度，那么所有的進(jìn)展都可能變得遲緩。

目前，全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)難度與半固態(tài)電池相比仍然較高。

因此，下游新能源車(chē)廠(chǎng)紛紛采用半固態(tài)電池方案作為過(guò)渡，并規(guī)劃逐步實(shí)現(xiàn)向全固態(tài)電池的轉(zhuǎn)化。

在此過(guò)程中，需要特別注意避免使用固態(tài)電池的名稱(chēng)來(lái)混淆全固態(tài)電池和固液混合電池的概念。

比亞迪和寧德時(shí)代并未[湊熱鬧]

寧德時(shí)代和比亞迪在固態(tài)電池領(lǐng)域并未進(jìn)行大規(guī)模的宣傳活動(dòng)。

比亞迪今年的核心關(guān)注點(diǎn)在于第二代刀片電池的發(fā)布。

他們計(jì)劃在2025年進(jìn)行全固態(tài)鋰電池的試裝，并預(yù)計(jì)在2026年推出搭載全固態(tài)鋰電池的新型純電動(dòng)平臺(tái)和車(chē)型。

寧德時(shí)代在固態(tài)電池方面，雖然尚未發(fā)布過(guò)半固態(tài)和全固態(tài)電池，但他們?cè)瞥鲞^(guò)一款凝聚態(tài)電池。這款電池的特色在于其電解質(zhì)的形態(tài)具有黏附性。

盡管它屬于固態(tài)電池范疇，但并不屬于半固態(tài)或全固態(tài)電池的分類(lèi)，而是一種相對(duì)獨(dú)特的技術(shù)路徑。

值得注意的是，比亞迪和寧德時(shí)代的研發(fā)工作并未落后。

他們之所以在固態(tài)電池方面保持低調(diào)，主要是因?yàn)樵谝簯B(tài)鋰電池生產(chǎn)線(xiàn)上已經(jīng)投入了大量的資金。

為了確保盈利，這些生產(chǎn)線(xiàn)需要達(dá)到一定的生產(chǎn)規(guī)模以降低平均成本。

由于液態(tài)鋰電池產(chǎn)線(xiàn)剛剛投產(chǎn)不久，沉沒(méi)成本較高，使得兩家公司在短期內(nèi)難以輕易改變策略。

因此，即使固態(tài)電池研發(fā)取得了進(jìn)展，他們也選擇保持謹(jǐn)慎態(tài)度，以避免市場(chǎng)風(fēng)向過(guò)早轉(zhuǎn)變。

技術(shù)和成本下產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)遙遠(yuǎn)

盡管固態(tài)電池在理論上具有顯著優(yōu)勢(shì)，但目前尚未能全面替代液態(tài)電池。

這主要是因?yàn)楣虘B(tài)電池技術(shù)的突破仍需付出更多努力，且其量產(chǎn)過(guò)程面臨諸多挑戰(zhàn)。

固態(tài)電池的發(fā)展涉及三條技術(shù)路線(xiàn)，包括氧化物路線(xiàn)、硫化物路線(xiàn)和聚合物路線(xiàn)。

然而，目前仍存在許多基本的科學(xué)問(wèn)題需要解決，如固態(tài)電解質(zhì)中的離子擴(kuò)散速率與液態(tài)電解質(zhì)存在顯著差異，以及固固界面難以維持良好接觸等。

這些問(wèn)題需要在科技層面取得突破后，才能進(jìn)一步考慮產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。

在技術(shù)方面，固態(tài)電解質(zhì)離子輸運(yùn)機(jī)制、鋰金屬負(fù)極鋰枝晶生長(zhǎng)機(jī)制以及多場(chǎng)耦合體系失控失效機(jī)制等核心問(wèn)題，仍是固態(tài)電池發(fā)展的主要障礙。

此外，固態(tài)電池的量產(chǎn)難度極大，這主要涉及到材料成本高和制程復(fù)雜的問(wèn)題。

如果成本無(wú)法有效降低，產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將受到嚴(yán)重影響，從而阻礙產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

在大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)方面，固態(tài)電池同樣面臨諸多障礙。

例如，制備電導(dǎo)率均勻的超薄固態(tài)膜、實(shí)現(xiàn)面容量和致密度均達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的電極卷法、以及氧化物高溫?zé)Y(jié)成型等，這些問(wèn)題都需要在小批試制過(guò)程中逐步解決。

有日企報(bào)告稱(chēng)，固態(tài)電池的成本可能是液態(tài)電池的兩倍。

這一估計(jì)可能基于日本市場(chǎng)的采購(gòu)價(jià)格，但在中國(guó)市場(chǎng)，這一比例可能會(huì)有所不同。

在應(yīng)用端，雖然短期內(nèi)已有部分廠(chǎng)商開(kāi)始選擇半固態(tài)電池，但對(duì)于產(chǎn)業(yè)的快速推廣和規(guī)?；瘉?lái)說(shuō)，仍存在諸多困難。

其中，技術(shù)問(wèn)題和安全性問(wèn)題尚未完全解決，這進(jìn)一步增加了固態(tài)電池全面替代液態(tài)電池的難度。

結(jié)尾：

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同的觀(guān)點(diǎn)是，固態(tài)電池的生產(chǎn)成本高昂以及工藝尚未成熟，這些因素共同限制了其商業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展。

然而，不論是汽車(chē)制造商、動(dòng)力電池生產(chǎn)商，還是低空飛行器等上下游產(chǎn)業(yè)，均認(rèn)為[全固態(tài)]技術(shù)將成為未來(lái)的主流趨勢(shì)。

部分資料參考：

趣解商業(yè)：《固態(tài)電池[降溫]，智己、昊鉑玩的過(guò)比亞迪、蔚來(lái)嗎？》，格隆匯APP：《鋰電又被顛覆》，光伏薈：《全固態(tài)電池時(shí)代真的來(lái)了？》，汽車(chē)人傳媒：《全固態(tài)電池上車(chē)，面臨挑戰(zhàn)》，新能源日?qǐng)?bào)：《全固態(tài)電池來(lái)了？廣汽相關(guān)產(chǎn)品擬2026年上車(chē)》，牛鈦師：《大廠(chǎng)開(kāi)卷、產(chǎn)業(yè)化提速，固態(tài)電池是風(fēng)口還是噱頭？》，汽車(chē)營(yíng)造社：《現(xiàn)在談的[固態(tài)電池上車(chē)]不是電動(dòng)車(chē)的又一春》，疾風(fēng)財(cái)經(jīng)：《固態(tài)電池概念持續(xù)升溫，產(chǎn)業(yè)鏈孕育豐富潛在商機(jī)》