文|車百智庫 韓旭

編輯|紫峰

最近固態電池頻有大消息。

據中國日報5月29日消息，中國或將投入約60億元用于全固態電池研發，包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府基礎研發支持。

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。據悉，該項目經過嚴格篩選后，最后具體分為七大項目，聚焦聚合物和硫化物等不同技術路線。

01 全固態電池有啥優勢？

傳統鋰離子電池包括正極、負極、電解液、隔膜四大組成部分，固態電池將電解液換成固態電解質。固態電池較之傳統鋰離子電池，關鍵區別在于電解質由液體變為固體，兼顧安全性、高能量密度等性能。

理論上，固態電解質電池是鋰電鈉電的最終形態，可以徹底解決安全問題，是新能源下半場當仁不讓的主角。固態電池產業鏈與液態鋰電池大致相似，上游包括原料礦產、機械設備以及基礎材料，兩者主要的區別在于負極材料和電解質的種類，正極材料方面幾乎一致，若完全發展至全固態電池，隔膜也完全被替換。產業鏈中游為電池包的加工制備過程，產業鏈下游應用領域包括新能源汽車、儲能系統、消費電子等。

全固態電池，由于潛在的高能量密度、安全性和低成本等多維優勢，被國際普遍認為是下一代新能源動力電池的發展大勢。

一般來說，電動汽車期望動力電池壽命達到10年以上，大規模的電網儲能、工商業儲能更希望其服役壽命長達25年以上，從而降低全生命周期內的購置成本。

目前已經大批量商業應用的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池等都含有液態電解質，在電池內部與正負極材料、隔膜、封裝結構件緩慢相互作用與反應，長期作用下，溶劑容易干涸、揮發、泄漏，正負極材料容易被腐蝕，影響電池壽命。

鋰離子電池的性能與循環壽命與電池中的雜質含量密切相關。雜質的存在會使得活性物質消耗、電解液慢慢耗盡、電池內阻不斷增大，所以電池的生產環境要求特別嚴苛，但實際情況又很難做到。

近年來，發生的電池自燃等安全事故，都與鋰離子電池中使用可燃的液體溶劑有關。雖然采用了阻燃劑、陶瓷隔膜、增加冷卻等一系列技術方法，但也只能是在局部出現問題時，阻住蔓延，最大限度控制風險，不能從根本上解決問題。

如果能夠使用完全不燃燒的無機固體電解質，就可以從根本上解決鋰離子電池安全問題。而且大規模量產后，還可以降低電池整體制造成本、降低制造技術門檻，有利于鋰離子電池更大規模的推廣使用。所以各國對此都投入了大量的人力物力在這個方向的研究與實踐。

02 下一代電池技術競爭的關鍵制高點

“固態電池普及之日，就是燃油車退出歷史舞臺之時?！睂τ诠虘B電池的江湖地位，新能源行業曾流傳著這樣一句話。

今年1月，中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高曾分享了當下的一個業界共識，“全固態電池是下一代電池的首選方案之一，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?！?/p>

近年來，我國出臺了一系列政策，支持固態電池產業的發展。2020年10月，國務院發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》，將固態電池列入行業重點發展對象并提出加快研發和產業化進程。2023年1月，工信部等六部門聯合發布的《關于推動能源電子產業發展的指導意見》，進一步提出加強固態電池等標準體系研究。

在國家大力支持背后，多家企業都在加速布局這一賽道。以前述可能獲得研發支持的六家企業為例，各家企業均有一定的技術儲備，但研發進展不一。

寧德時代曾表示，涵蓋固態電池等很多技術都在儲備。上汽集團方面也曾表示，其全固態電池基于聚合物-無機物復合電解質技術路線打造，將于2026年實現量產。

而作為中國科學院物理研究所固態電池產學研孵化企業，衛藍新能源同樣預計到2026年年底可實現全固態電池的量產。吉利方面，去年1月，吉利方面公開招標智行科創固態電池實驗室設計建設項目，內容涉及固態電池實驗室設計及建設等。今年1月，有吉利汽車內部人士表示，對于固態電池的布局，公司不僅與衛藍新能源建立了投資合作關系，還專門成立了固態電池研發團隊，正在與多家動力電池廠商開展聯合試驗。

03 商業化進程仍面臨挑戰

盡管市場熱情被點燃，但固態電池的商業化進程卻面臨諸多挑戰。

成本與電導率低是固態電池目前的劣勢。舉例來說，固態電池（石墨負極）的成本大約為150美元/kWh，而液態電池（石墨負極）的成本為120美元/kWh。這意味著固態電池的成本比液態電池高約3成。

另外，有數據顯示，現階段固態電池的每千瓦時成本大約為150美元，幾乎是三元鋰電池的兩倍。如果使用現有技術制造足以為汽車供電的固態電池，其成本可能非常高昂。

據深度科技研究院院長張孝榮預計，在2026年后，隨著產業鏈的成熟，固態電池的成本有望接近液態電池。不過這也需要通過提高固態電池的產量，拉低材料成本，還需要通過優化固態電池的產業鏈，提高生產效率，進一步降低固態電池的成本。此外，通過研發復合電解質，結合不同材料的優勢，可以提高固態電池的性能和降低成本。

雖然固態電池目前尚未實現大規模商業化，但其在新能源汽車、3C電子及全球儲能等領域已經開始展現其市場價值。

中商產業研究院預計，作為一項顛覆性技術，若固態電池能實現產業化，逐步提升滲透率，到2025年固態電池在動力電池中的市場空間能達到60億元左右。

但需要注意的是，也有不少車企負責人對固態電池的量產并不看好。蔚來汽車創始人李斌曾公開表示，全固態電池的量產還是很遠的事情，真正的全固態電池量產仍需5—10年。

04 兩個關鍵點

結合當前行業現狀，全固態電池的規?；瘧煤蜕虡I化落地顯然不可能一蹴而就，而是需要經過充分嚴謹的測試和驗證過程，包括搭載整車的驗證、高寒高溫的驗證等。

目前看，實現全固態電池量產目標有兩個關鍵點：

一是循序漸進，重視應用與研發、生產的雙向促進。半固態是實現全固態的必然發展階段,全固態電池仍然面臨諸多科學和工程問題，需要分步驟實現，比如先將液含量降低到10%，提升安全性和能量密度；再降到5%，拓寬材料選擇范圍，增加性價比；最后借助前面兩個階段的技術進步和成本攤薄，實現電池的全固態形態。

二是需從整個產業鏈角度進行重構、配置和升級?，F有的動力電池上游產業鏈無法支持固態電池的研發需求，全固態電池是多維度創新的結合體，既包括材料的創新、工藝的創新、設備的創新,也有產業鏈的創新。相關產業鏈企業應結合自主品牌汽車規模化搭載固態電池技術的契機,實現產業鏈的升級,以加速實現全固態電池的量產應用。

05 結語

從當前各家固態電池水平來看，全固態電池技術還不成熟，產業鏈成本高企，因此全固態電池也難以短時間內規模量產，離真正的商業落地仍有距離。

全固態電池作為一種具有巨大潛力的電池技術，確實值得我們投入大量的精力和資源進行研究和開發。然而，要實現全固態電池產業化，還有很長的一段路要走，還須具備攻堅克難的思想準備，面對各種技術難題和挑戰。