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摘要：

半固態(tài)電池拐點(diǎn)已至，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速；全固態(tài)電池挑戰(zhàn)仍存，未來商業(yè)化可期。

撰文 | Penn

編輯 | Tang

→這是《環(huán)球零碳》的第1023篇原創(chuàng)

作為未來電池技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，固態(tài)電池具有技術(shù)顛覆的潛力，是下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)。

“固態(tài)電池普及之日，就是燃油車退出歷史舞臺(tái)之時(shí)。”這句長(zhǎng)期流傳于市場(chǎng)的預(yù)言始終激勵(lì)著動(dòng)力電池企業(yè)不斷在該領(lǐng)域取得突破。今年以來，被譽(yù)為“鋰電池圣杯”的固態(tài)電池，發(fā)展速度正在加快。

4月8日晚，上汽集團(tuán)旗下智己汽車在上海正式發(fā)布智己L6智能轎車。智己汽車方面介紹，該車型為全球首次搭載量產(chǎn)“超快充固態(tài)電池”的車型，智己L6將引領(lǐng)新能源汽車進(jìn)入“固態(tài)電池時(shí)代”。

不過，對(duì)于智己 “超快充固態(tài)電池” 的提法，業(yè)內(nèi)看法不一。有業(yè)內(nèi)人士直言該電池依然是“半固態(tài)”，此前，騰勢(shì)汽車銷售事業(yè)部總經(jīng)理趙長(zhǎng)江就曾發(fā)微博表示，“這個(gè)時(shí)候宣傳半固態(tài)車用電池的就是在玩文字游戲”。

對(duì)此，智己汽車聯(lián)席CEO劉濤轉(zhuǎn)發(fā)并回應(yīng)稱，“文字游戲不是智己汽車擅長(zhǎng)的，智己要用實(shí)際行動(dòng)來踐行”。

4月8日，智己汽車有關(guān)人士對(duì)上海證券報(bào)記者表示，半固態(tài)電池和準(zhǔn)固態(tài)電池目前尚無明確標(biāo)準(zhǔn)，但使用固態(tài)電解質(zhì)肯定可叫作固態(tài)電池。不過，仍有網(wǎng)友質(zhì)疑智己是在玩文字游戲，“半固態(tài)就半固態(tài)，別打擦邊球”。

稍早之前的4月2日，太藍(lán)新能源宣布在“車規(guī)級(jí)全固態(tài)鋰電池”研發(fā)方面取得重大進(jìn)展，首發(fā)車規(guī)級(jí) 720Wh/kg體型化全固態(tài)電池。

這是繼智己汽車宣布智己L6車型將搭載固態(tài)電池后，又一關(guān)于固態(tài)電池方面的重磅消息。與智己汽車不同的是，太藍(lán)新能源直接稱之為“全固態(tài)電池”，而不是半固態(tài)或者固態(tài)。

除此之外，廣汽埃安旗下品牌昊鉑也宣稱將在4月12日亮相全固態(tài)電池，該電池將采用100%固體電解質(zhì)。

雖然對(duì)于“固態(tài)電池”的書面定義仍存爭(zhēng)議，但不可否認(rèn)的是固態(tài)電池已經(jīng)成為了近期市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。4月9日，固態(tài)電池概念股全天大漲，板塊漲幅超過6%，板塊內(nèi)逾10只個(gè)股漲停，此前三祥新材更是走出了7天6板的漲勢(shì)。

圖說：智己汽車正式發(fā)布智己L6智能轎車
來源：智己汽車

01--固態(tài)電池緣何備受關(guān)注？

鋰電池由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜四大主材組成，起到輸送離子、傳導(dǎo)電流的作用。與傳統(tǒng)鋰電池不同，固態(tài)電池將液態(tài)電解液，部分或全部替換成固態(tài)電解質(zhì)，因此具有技術(shù)顛覆的性能潛力，在安全性、能量密度、功率特性、溫度適應(yīng)性和材料選擇范圍上都具有顯著優(yōu)勢(shì)。此外，使用固態(tài)電解質(zhì)取代液態(tài)電池的隔膜和電解液后，固態(tài)電池正負(fù)極之間的距離可以縮短到只有幾到十幾個(gè)微米，從而大幅降低電池的厚度，進(jìn)而縮小電池體積。

圖說：固態(tài)電池與目前主流液態(tài)鋰離子電池結(jié)構(gòu)對(duì)比
來源：旺財(cái)鋰電，中國銀河證券

1月22日，中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高就指出：“固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)特性可以同時(shí)滿足，不像液態(tài)電池一方面性能好了，另外一方面性能就不好了。比如充電倍率性能提升了，可能循環(huán)壽命就降下來了。但固態(tài)電池不是這樣的，如果充電倍率性能提升，循環(huán)壽命反而會(huì)有增長(zhǎng)趨勢(shì)。所以全固態(tài)電池是動(dòng)力電池重要的發(fā)展方向之一。”

圖說：鋰電池發(fā)展路線
來源：徐小明.第十四屆中國汽車藍(lán)皮書論壇主題報(bào)告.2022，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所

從能量密度來看，磷酸鐵鋰電池的能量密度一般在100Wh/kg~180Wh/kg，三元鋰電池的能量密度通常在150Wh/kg~250Wh/kg，而固態(tài)電池能量密度有望達(dá)到 500Wh/kg 甚至更高。以智己L6 Max光年版搭載的固態(tài)電池為例，其單體能量密度達(dá)到368Wh/kg，續(xù)航可以達(dá)到1000公里。

圖說：主流廠商鋰離子電池與固態(tài)電池能量密度對(duì)比
來源：起點(diǎn)鋰電，深圳市電池行業(yè)協(xié)會(huì)，信達(dá)證券研發(fā)中心

在安全性方面，固態(tài)電解質(zhì)本身不可燃，同時(shí)具有良好的機(jī)械性能，能夠有效抑制鋰枝晶的形成，進(jìn)一步提升了電池安全性能。真鋰研究創(chuàng)始人墨柯接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)表示：“固態(tài)電池最大的優(yōu)勢(shì)在于安全性。由于固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)，不存在液態(tài)電解質(zhì)容易燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。安全性的提升，還能帶來電池包能量密度的增加，因?yàn)榭梢詼p少為安全考慮而預(yù)留的空間和重量。”

02--半固態(tài)電池拐點(diǎn)已至

在全球范圍內(nèi)，固態(tài)電池主要以全固態(tài)電池為主導(dǎo)，其中硫化物電解質(zhì)占據(jù)重要地位。而我國固態(tài)電池技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，現(xiàn)階段以固液混合為主要特點(diǎn)。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)業(yè)務(wù)總監(jiān)劉彥龍就指出：“目前（市面上）說的固態(tài)電池，基本是半固態(tài)電池，制造工藝上與現(xiàn)有液態(tài)體系沒有太大區(qū)別。”

“相比于半固態(tài)，全固態(tài)電池肯定更具優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)在全固態(tài)在技術(shù)上還沒有完全被攻克。”伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理吳輝此前接受《中國能源報(bào)》記者采訪時(shí)提到，“所以，目前業(yè)內(nèi)普遍將目光聚焦于一種折中產(chǎn)品，也就是還含有一部分電解液的半固態(tài)電池。”

圖說：光年固態(tài)電池
來源：智己汽車

對(duì)于智己 “超快充固態(tài)電池”， 3月26日晚，劉濤與清陶能源總經(jīng)理李崢現(xiàn)身直播間進(jìn)行了講解。李崢在直播間講解固態(tài)電池時(shí)明確，清陶能源的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化分為三步，第一代固態(tài)電池確實(shí)是半固態(tài)電池，計(jì)劃在智己汽車上裝車量產(chǎn)；2025年會(huì)開發(fā)第二代固態(tài)電池；最終實(shí)現(xiàn)的第三代固態(tài)電池，就是全固態(tài)電池。

圖說：清淘能源第一代固態(tài)電池
來源：清陶能源

李崢表示，此次智己L6搭載的第一代固態(tài)電池在正極和負(fù)極之間增加了電解質(zhì)層，提高了正負(fù)極材料的致密程度并在其內(nèi)部構(gòu)建了固態(tài)的鋰離子傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此對(duì)電池的性能和安全性帶來了根本提升。

實(shí)際上，智己并非是國內(nèi)首個(gè)將半固態(tài)電池裝車的新能源車企。2023年12月，蔚來 CEO李斌直播實(shí)測(cè)搭載150kWh電池包的蔚來 ET7，達(dá)成超 1000 公里續(xù)航，該電池包采用的便是半固態(tài)電池解決方案，電芯能量密度高達(dá) 360kWh/kg，電池包密度 260Wh/kg。這款電池由衛(wèi)藍(lán)新能源提供，并在2023年6月30日開始正式交付。

此外，東風(fēng) E70、嵐圖追風(fēng)、賽力斯 SERES5 等車型已搭載半固態(tài)電池，上汽、廣汽、長(zhǎng)安等車企也計(jì)劃將于 2024-2026 年上市搭載半固態(tài)電池車型。

圖說：國內(nèi)外部分車企固態(tài)電池裝車進(jìn)程或規(guī)劃
來源：高工鋰電，新產(chǎn)業(yè)，東莞證券研究所

03--全固態(tài)電池商業(yè)化仍需時(shí)日

雖然固態(tài)電池具有高能量密度、高安全性等特點(diǎn)，但在商業(yè)化進(jìn)程中也面臨著制造工藝復(fù)雜、成本高企等挑戰(zhàn)。目前受制于離子電導(dǎo)率低，與固態(tài)電池電極材料的界面相容性差、穩(wěn)定性比較差等因素，全固態(tài)電池量產(chǎn)難度依舊很高。

圖說：固態(tài)電池發(fā)展面臨的問題
來源：《下一代動(dòng)力電池技術(shù)：固態(tài)鋰離子電池技術(shù)前景幾何？》，中信證券研究部

拋開技術(shù)層面的突破，成本也是阻礙固態(tài)電池大規(guī)模落地的重要原因。蔚來汽車總裁秦力洪曾在ET7半固態(tài)電池測(cè)試時(shí)表示，150kWh的固態(tài)電池包的成本接近一輛蔚來ET5，即超過29萬元，折算下來電池成本本約為 1.7-2.2 元/Wh，遠(yuǎn)高于同期車用方形三元電芯、鐵鋰電芯成本。

近期，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群也市場(chǎng)關(guān)切的固態(tài)電池話題進(jìn)行了回應(yīng)。3月15日，在公司2023年報(bào)業(yè)績(jī)解讀會(huì)上，曾毓群表示，固態(tài)電池距離變成商品還很遠(yuǎn)，技術(shù)路線上還有很多亟待克服的困難，如果能夠變成商品路線，距離也很遠(yuǎn)，但也表示“最近加大了很多投入”。

3月28日，曾毓群在接受采訪時(shí)表示，備受吹捧的電動(dòng)汽車固態(tài)電池距離商業(yè)化還需要數(shù)年時(shí)間，“許多阻礙因素”阻礙了其發(fā)展。曾毓群說：“我們完全支持固態(tài)電池，但我在這方面已經(jīng)投資了 10 年。我?guī)缀趺總€(gè)月都會(huì)看研發(fā)人員在固態(tài)方面的工作，所以我知道所有的進(jìn)展，但不知何故，我們?nèi)匀挥羞@些阻礙。”

圖說：寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群
來源：CATL

曾毓群指出，固態(tài)電池只有使用新型化學(xué)物質(zhì)（即使用純鋰金屬作為陽極電極）才具有巨大優(yōu)勢(shì)，并補(bǔ)充說，將其推向市場(chǎng)存在多種困難。首先，鋰離子在目前的液態(tài)電解質(zhì)中很容易擴(kuò)散，但在固態(tài)材料中卻并非如此。其次，充電和放電過程中鋰的膨脹會(huì)損壞電池并導(dǎo)致使用壽命縮短。

中國科學(xué)院院士歐陽明高此前也指出：“全固態(tài)電池目前面臨的挑戰(zhàn)是巨大的，具有跨學(xué)科特性，技術(shù)門檻極高，包括材料、界面、工藝、產(chǎn)業(yè)鏈、設(shè)備等。”他同時(shí)認(rèn)為，人工智能正在改變材料的研發(fā)范式，將大幅度加速全固態(tài)電池的研發(fā)速度，這為2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化突破增加了確定性。

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參考資料：

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[2]http://www.stcn.com/article/detail/1169509.html

[3]https://finance.eastmoney.com/a/202404083035670238.html

[4]https://finance.eastmoney.com/a/202404093037001774.html

[5]https://www.nbd.com.cn/articles/2024-04-08/3317572.html

[6]https://news.10jqka.com.cn/20240409/c656671736.shtml

[7]https://www.xuanyuan-award.com/newsinfo/7006563.html

[8]http://www.stcn.com/article/detail/1169827.html

[9]http://www.xinhuanet.com/auto/20240123/acb3b07ad4f049d789e18a0d74e34b92/c.html

[10]https://www.cpnn.com.cn/news/zngc/202402/t20240228_1679242.html

[11]https://www.ftchinese.com/story/001102582/en?exclusive&archive

[12]20231211-中信證券-新能源汽車行業(yè)固態(tài)電池專題報(bào)告：半固態(tài)裝車引領(lǐng)，全固態(tài)未來可期

[13]20230330-中國銀河證券-固態(tài)電池深度報(bào)告：群雄逐鹿鋰電終局技術(shù)，發(fā)力新材料加速產(chǎn)業(yè)化

[14]20231228-國信證券-鋰電行業(yè)深度系列十三：固態(tài)電池，安全與能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展

[15]20240131-東莞證券-新能源汽車行業(yè)固態(tài)電池專題報(bào)告：下一代鋰電池，產(chǎn)業(yè)化前景漸明朗

[16]20230315-信達(dá)證券-固態(tài)電池：下一代高性能鋰電池

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