固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途

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证券时报记者安宇(yǔ)飞(fēi)

在锂电池的进化之路上，全固态电(diàn)池是终极目标。而近期多家电池企业纷纷发布全固态电(diàn)池产品，为全(quán)固态电池产业化按下了“加(jiā)速键”：8月28日，鹏辉能源发布了第(dì)一(yī)代全固态电池；同一天，中(zhōng)创(chuàng)新航发布了名为“无界”的(de)全固态电池，计划在2027年(nián)实现小批量装(zhuāng)车验(yàn)证；宁德时代表示，公司(sī)全固(gù)态电池2027年有望实现(xiàn)小批量生产……

中信证券研报测算称，2030年全球固态电(diàn)池出货需求将(jiāng)达643GWh，2024年~2030年复合年均(jūn)增长率达(dá)133%，合计(jì)市场空间达1.2万亿元。固态电池的产业化大幕已经(jīng)缓缓(huǎn)拉开。

全(quán)国固(gù)态电池的发展情(qíng)况究竟如何？从液态(tài)到半固态、再到全固态电池(chí)的征途(tú)上(shàng)有哪些(xiē)“险(xiǎn)关(guān)要隘”难以攻克？证(zhèng)券(quàn)时报记者探(tàn)访多家固态电池产(chǎn)业(yè)链厂商寻求答案。

固态电(diàn)池

产业化“大幕揭开”

一瓶(píng)不起眼的白色粉末，蕴藏着锂电池从液态走向固态的“庞大能量”，这是广汽埃安向(xiàng)证券时报记者固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途展示的全固态电解质。走(zǒu)进位于广州市番禺区的广汽埃安大堂展厅，记者看到了用玻璃瓶装起(qǐ)来的粉末状高环境适应性(xìng)复合固态电(diàn)解质，以及(jí)用其生产的(de)锂金属全固态(tài)电池、无锂负极全固态电池。

据广汽埃安工作(zuò)人员介绍，采用固态电解质生产的全固态电池“开发难度堪比攀登珠穆朗玛(mǎ)峰”，它可以(yǐ)实现高安全性能和400Wh/kg的(de)超(chāo)高能量(liàng)密度，让汽车续航里(lǐ)程突(tū)破1000公里(lǐ)。广汽埃安计划在2026年完成全固态电池开发，并首先搭(dā)载于(yú)昊铂车(chē)型。

据起点研究院(yuàn)统计，中国固态电池产业链企(qǐ)业主要集中在珠三(sān)角和长三角。从珠三角到长三角，从中游电池企业上(shàng)溯到锂电(diàn)设(shè)备厂商，记(jì)者(zhě)来到位于江(jiāng)苏无锡的先导智能工(gōng)厂。一台台精密又庞大的锂电设备在这里被(bèi)制造出来，先导智能已经完成(chéng)全固(gù)态电极制备、全固态电解质膜制备(bèi)设备到全固态电池整(zhěng)线(xiàn)解决方案(àn)的技术攻关。

先导智能董事长王燕(yàn)清(qīng)向证券时(shí)报记者表示：“全固态电池从技术成(chéng)熟度来看已经接近(jìn)‘商用阶段’，只是由于尚未实现规模化(huà)量产(chǎn)，成本效益(yì)相对较(jiào)低，目前仍处于市场探索与验证阶段。如(rú)今高(gāo)端玩家已(yǐ)经结束观望，正积(jī)极投身于全固态电池的市(shì)场开发和建设中，行业有望迎来(lái)快速(sù)发展机(jī)遇期。”

目前，半固态、准固态和全固态电(diàn)池，被统(tǒng)称为(wèi)固态(tài)电池。近(jìn)期，鹏辉能源和中创新航纷纷发布全(quán)固态电池产品，而半固态电池商业化进(jìn)程更快，岚图追光、智己L6等车型已经实现半固态电池的搭载，固(gù)态电(diàn)池产业化大幕已经(jīng)拉开。

据起点研究院发布的《2024固态电池发展白皮书》，截至2024年8月底，中国固态电池产业(yè)链企业（不包括(kuò)设备企业）已超过250家，其中，电芯企业100家，固态电(diàn)解质企业达50家。目前各家企(qǐ)业公布的（半(bàn)）固态电(diàn)池产能及(jí)规划已经超过400GWh，未来几年(nián)固态电池(chí)发展将加速落地。

电(diàn)池产业链

将“翻天(tiān)覆地”

现阶段，锂(lǐ)电池四大关键材料分别(bié)为正极材料、负极材料(liào)、隔膜(mó)和电解液，每个材(cái)料环节都涉及大量产业链(liàn)企业。

而全固态电池之所以比液(yè)态电池具有(yǒu)更高安全性(xìng)和更高能量(liàng)密度，是因为其用不易燃的固态电解质(zhì)取代(dài)了电解液和隔膜，可以兼容更为高比(bǐ)容的正负极材料。这(zhè)意味着(zhe)，液态电池走向固(gù)态电池的进程中，电池产业链将产(chǎn)生“翻天覆地”的变化，隔(gé)膜和电解液企业首当其冲。

“在制造方面，如果全固(gù)态电池采用湿法(fǎ)工艺，目前液态锂电池的一般设备都不能用。如果采用干法工艺，目前液态锂电池三分之二的设备都不能用。因此要(yào)重新设计匹配(pèi)全固(gù)态电池生产的工艺及设(shè)备，比如干法电极制备技术等。”起点(diǎn)研究院研究主管吴雨龙表示。

中南(nán)大学张永柱(zhù)教授表示，做半(bàn)固态(tài)和全固态就要对目前的产(chǎn)线进行修改、调整，这需要一些(xiē)时间。在新能源行业里，液态电池产线已经投资了几万亿元，企业(yè)们(men)是一定要把传统的液(yè)态电池投(tóu)资先收回来，然后再搞半固态和全(quán)固态。未来3年~5年，设备厂、软件厂、芯片厂需要(yào)腾出时(shí)间(jiān)来做半固态和全固态的产业(yè)化，来降低成本。

量产路(lù)上

仍存(cún)“险关要隘(ài)”

起点研究(jiū)院(yuàn)预(yù)计，全球固态(tài)电池未来(lái)两年将加速发展，2025年到2030年将是半固态电池和(hé)准固态电池产品(pǐn)导入(rù)期，2030年(nián)到2035年将是(shì)全(quán)固态电池(chí)产品导入期。尽管多家车企已经实现了半固(gù)态电池的“上车(chē)”，但固态电池产业发展仍存在技术、路线、材(cái)料、成本等(děng)多重难关。

从技术来看，主要是(shì)“固(gù)固界面”的难题待解。在固态电解质中，电极和电解质之间(jiān)的(de)界面接(jiē)触从固—液接触变为固—固(gù)接触，接触面积小，形成了更高的(de)界面电阻。这导致了(le)固态电池循环寿命(mìng)差、快(kuài)充性能差等问题。“如何(hé)解决好固态电池中的界(jiè)面问题，成了固态电池能否大规模应用的关键，如何兼顾电导率、减少副反应、降低阻(zǔ)抗仍(réng)是目前(qián)产(chǎn)业(yè)在(zài)攻克的方向。”吴(wú)雨龙表示。

从材料来看，固态电池(chí)体系采用高性能的正负极材料，往往涉及高(gāo)价稀有金属，原材料成本(běn)远高于液态(tài)电池。“固态电池所需的电极材料、电解质等多为高科技新材料，加之产业链尚不完善，部分原材(cái)料未(wèi)实现(xiàn)量产，整体产业链成本也比较(jiào)高昂，这也在一定程度(dù)上制约了市场(chǎng)的发展。”王燕清向记者(zhě)表示。

从价格来看，起点研究院向记者提供的数据显示，某固态电池企业卖(mài)给车企的半固态电(diàn)池售价(jià)超过2元/Wh，某新兴固(gù)态电池企业(yè)卖给某飞行器企业(yè)的准固态电池售价超7元/Wh。而同期液态车用三元电芯价格是0.5元~0.6元/Wh，磷酸铁锂电芯是0.3元~0.45元(yuán)/Wh。可以看到，固态电池价格目前是液态电(diàn)池的数倍。降低成本将成为固态电池(chí)大规模(mó)商用前需要攻克(kè)的重点关(guān)隘。

不过，在液态锂(lǐ)电池的能量密度已经(jīng)接近(jìn)安全极限的情况下，固态电池的发展哪怕面临重重险关，也必须(xū)一一攻克。王燕清认为(wèi)：“随着生产(chǎn)技术(shù)的提高(gāo)和规模化生产的(de)推进(jìn)，全固态电池的成本将逐渐下降，最终将具备与半固(gù)态电(diàn)池乃至传统液态电池相抗衡(héng)的市场竞争力。”

在锂电池的进(jìn)化(huà)之路上，全固态电池是终极目标。

近期多家电池企业纷纷发布全固态电池产品，为全固态电池(chí)产业化摁下了“加速键”：8月28日，鹏(péng)辉能(néng)源发布了第一代全固态电池；同一天，中创新航发布了名为“无界”的全固态电池，计划在2027年实现小批(pī)量装车验证；宁德时代也(yě)表示，公司(sī)全(quán)固态电池2027年有(yǒu)望实现小批量生产……

有电池材料企业提供“弹药”，锂电池设备企业打造“枪炮”，中游(yóu)的(de)电池企(qǐ)业正共同奔赴固态(tài)电池的万亿征途。中信证券研(yán)报表示(shì)，2024年以来，我国固态电池(chí)行业出现半固态(tài)量(liàng)产车型上市、半(bàn)固态电池装车渗透率达1%等边际变化，产业(yè)化信号已至。据测算，2030年(nián)全球固态电(diàn)池出货需求将达643GWh，2024年—2030年(nián)复合年均增(zēng)长率达133%，合(hé)计市场空间达1.2万(wàn)亿元。

固态电池的产业化大幕(mù)已经缓(huǎn)缓拉开(kāi)，全国固态电池的发展情况究竟如(rú)何？从液态到半固(gù)态、再到全(quán)固态电池的征途(tú)上(shàng)有哪(nǎ)些“险关要隘”难以攻克？固态电池真正(zhèng)“量(liàng)产(chǎn)元年”将在何时到来？记者探访了多家固态电池产业链(liàn)厂商寻求答(dá)案。

固态电池产业化(huà)“大幕揭开”

一瓶不(bù)起眼的白色粉末，蕴(yùn)藏着锂电(diàn)池从液态走向固态的“庞大能量”，这是广汽埃安向证(zhèng)券(quàn)时报记者展示的(de)全(quán)固态电解质。走进位于广州市番禺区的广汽埃安大堂展厅，记者看到了用玻璃瓶装起来的粉末状(zhuàng)的高环境适应性复合固态(tài)电(diàn)解质，以及用其生产的锂金(jīn)属全(quán)固(gù)态电池、无锂负极全固态电池。

广(guǎng)汽埃安固态(tài)电池和(hé)固态电解质

据广汽埃安工作人员介绍，采用固态电解质(zhì)生产的全固态电池“开发难度(dù)堪比攀登珠穆朗玛(mǎ)峰”，它可(kě)以实现高(gāo)安全(quán)性能和400Wh/kg的(de)超高能量密度，比目前量产的液态锂电池体积能(néng)量密度提升50%以上。广汽埃安(ān)也定(dìng)下了一个目标：在2026年完成全固态电池开发(fā)，并首先(xiān)搭载于昊铂(bó)车型。

据起点研(yán)究院统(tǒng)计，中国固态电池产(chǎn)业(yè)链企(qǐ)业主要集中在珠三角和长三角。从珠三角(jiǎo)到长三角，从中游电(diàn)池企业上溯到锂电设(shè)备厂商，记者又来到位于江苏无锡的先导智能(néng)工厂(chǎng)。一台(tái)台精密又庞大的设备在这(zhè)里被制造而出，先(xiān)导智能已经完成从全固态电极制备、全固态电解质膜制备设(shè)备到高压化成分容(róng)、致密化设备(bèi)等全固态电(diàn)池整线解决方案的技术攻关，攻破了全固态电池量产的“设备大关”。

先导(dǎo)智能工厂(chǎng)

先(xiān)导智能董事长(zhǎng)王燕清向证券时报记(jì)者表示(shì)：“全固态电池从技术成(chéng)熟度(dù)来看已经接近‘商用阶段’，只是由(yóu)于尚未(wèi)实现规模(mó)化量产，成本效益相对较低，目前仍处于市场探索与验证(zhèng)阶段(duàn)。如今高端玩家已经结束(shù)观望，正积极投身于全固态电池的市场开发和建设中，行(xíng)业有望迎来快速发展机遇期。”

从技术路线来看(kàn)，中(zhōng)国锂电池行业从液态电池走向(xiàng)全固态的征途中，还(hái)要经过半固态、准固态电池的过渡(dù)阶段。半固态(tài)、准固态和全固态电池，被统称为固态电池。近期，鹏(péng)辉能源和(hé)中(zhōng)创新航纷纷发(fā)布(bù)全固态电池产品，而(ér)半固态(tài)电(diàn)池商业(yè)化进程更快，岚图(tú)追光、智己L6等(děng)车(chē)型均搭载半固态电池(chí)，vivo X Fold3系列手机也采用了半固态电池，固态(tài)电池已(yǐ)经拉开了(le)产业化的大幕。

据(jù)起点研究院发布的《2024固(gù)态电池发展(zhǎn)白皮书》，截至2024年8月底，中国固(gù)态电池产业链企(qǐ)业（不包括设备企业）已超(chāo)过250家(jiā)，其中电芯企业100家，固态电解质企业达(dá)50家。目前各(gè)家企业公布的（半）固态(tài)电池(chí)产能及规划已经超过(guò)400GWh，未来几年固态电池发(fā)展将加速(sù)落地。

资本也为固态电池产业的发展“添了一把火(huǒ)”。起(qǐ)点研究院向记(jì)者提供的数据显示，从2021年1月1日到2024年8月30日，据(jù)不完全统计，国内固(gù)态电池产业链融资案例发生不低于40例，融资金额超过95亿元，其(qí)中卫蓝新能源融资6次，太(tài)蓝新能源融资5次。

电池产业链(liàn)将“覆地翻天”

现阶段，液态锂电池的四大(dà)关键材料分别为正极材料、负极材料、隔(gé)膜和电解液，每个材料(liào)环节都涉及(jí)大量产业链企(qǐ)业。而(ér)全固态电池之所(suǒ)以比起液态电池具有更高安全性和更高能量密度，是因为其用不易燃的固态电解质取(qǔ)代了电解液和(hé)隔膜，可以兼容更为高比容的正负极材料。

这意(yì)味着，液(yè)态电池走向(xiàng)固态电池的进程中，电池产业链将产生“翻天覆地”的(de)变化。英诺贝森能源科技集团(tuán)联(lián)合创始人、副总裁徐万江认为：“全固态电池技术对(duì)产业链主(zhǔ)要(yào)环节的影响程(chéng)度，从大到小依次为隔膜、电解液、负极材料、正极材料。”

起点研究院研究主管吴雨龙表示，从正极材料(liào)来看，现有液态电(diàn)池主要采用三元、磷酸铁锂和(hé)钴酸锂等，全(quán)固态电池将(jiāng)采用超高镍三元、镍锰酸锂、富锂锰(měng)基等(děng)。从负极(jí)材料来看(kàn)，液态电池主要采用石墨，全固态电池的硅碳系比例会提(tí)高(gāo)，锂金(jīn)属也将更多应用(yòng)在(zài)固态电池负极。

除此之外(wài)，锂电设备方面将迎来大规模“更新换代”。“在制造(zào)方面，如果全固(gù)态电池采用湿法工艺，那么目前液态锂电池的一(yī)般设备都不(bù)能用。如果采用干法工艺，那么目前液态锂电池三分(fēn)之(zhī)二(èr)的设备都不能用(yòng)，因此要重新设计(jì)匹配全(quán)固态电池生产的工(gōng)艺及设备。” 吴雨龙说。

不(bù)过，液态电(diàn)池产业链企业仍有较长的“缓冲期”来应对上(shàng)述变化。中南大学张永(yǒng)柱教授(shòu)表示，半固态和全固态要对目前的产线进行修(xiū)改(gǎi)、调整，这需要一些时间。在新能源行业里，液(yè)态电池产线已经投资了几万亿，企业们是一定要把传统的(de)液态电池投资先收回(huí)来，然后再搞半固(gù)态和全固态(tài)。未来3年—5年，设备厂、软件(jiàn)厂、芯片厂需(xū)要(yào)腾出(chū)时间来做半固态和固态的产业化，来降低成本。

张永柱认为，未来锂电(diàn)池(chí)产业将是(shì)多种技术路(lù)线共存的(de)局面，到2030年半固态(tài)电池有望占据10%的市(shì)场份额，全固态电池(chí)占据5%的市场份(fèn)额，改良的液态电池仍然是主流(liú)。

量(liàng)产路上(shàng)仍存“险关(guān)要隘(ài)”

起点研究院预计，全球固态电池未来两年将加速发展，2025年到2030年(nián)将是半(bàn)固态电池和准固态电池产(chǎn)品导入期，2030年到2035年将是全固态电(diàn)池(chí)产品导入期。

尽管多家车企已经实现了半固态电池的(de)“上车”，但固态电池产业发展(zhǎn)仍存在技术、路线、材料、制(zhì)造、成(chéng)本(běn)等多重难关(guān)。

从技术来(lái)看，主要(yào)是“固固界面”的难(nán)题待解。在固态电解质中(zhōng)，电极和电解(jiě)质之间的界面接触从固—液接触变为固—固(gù)接触，接(jiē)触面积小，形(xíng)成了更高的(de)界面电阻(zǔ)。这(zhè)导(dǎo)致了固(gù)态电(diàn)池循环寿命差、快充性能差等(děng)问题。“如何(hé)解决好固态电(diàn)池中的(de)界面问(wèn)题(tí)，成为了固态电池能(néng)否(fǒu)大规模应用的关键，如何兼顾电导率、减少副反应、降低阻抗(kàng)仍(réng)是目(mù)前产业在攻克的方向。”吴雨龙表示。

其次，固态(tài)电(diàn)池涉及路线较多，仅固态(tài)电解质就涉及聚合物、氧化物、硫化物三大路线。吴雨龙称，根据固态电解质前(qián)驱(qū)体材料的选材不同，每种路线下面又有(yǒu)很多分支，哪种路线综(zōng)合性能(néng)最(zuì)优(yōu)、成本最具有性价比、最有可能实现大规模量产，都需(xū)要学界和产业界共同努力“探路”。

从材料来(lái)看，固态电池(chí)体系采用高性能的正负极材料，往往涉及高价稀有(yǒu)金属，原材料成本远高于(yú)液态电池。“固态电(diàn)池所(suǒ)需的电极材料、电(diàn)解质等材料多为高科技新材(cái)料，加之产业链尚不完(wán)善，部分原材料未实现(xiàn)量产，整体(tǐ)产业链成(chéng)本也比较高(gāo)昂，这也在一定程度(dù)上制约(yuē)了市场的发展。”王(wáng)燕清向记者(zhě)表示。

制(zhì)造方面，由于固态(tài)电池在电(diàn)解(jiě)质、制造工艺方面与液态电池存在显著差(chà)异，因此(cǐ)需(xū)要开发全新的生产设(shè)备和工艺流程。吴雨龙表示，干法电极制(zhì)备(bèi)技术、电解质转印涂布(bù)技术(shù)、等静压成型技(jì)术(shù)等(děng)都有待(dài)进一步攻克，很多生产环(huán)节设(shè)备需要定制生产，这些都进一步(bù)抬高了制造成本。

从价格来(lái)看，起点研究院向(xiàng)记(jì)者提供的数(shù)据显示，某固(gù)态电池企业卖给(gěi)车企(qǐ)的半固态电池售价超过2元/Wh，某新兴固态电池企业卖给某飞行器企业的准(zhǔn)固态电池售价超7元/Wh。而(ér)同期(qī)液态车用(yòng)三元(yuán)电(diàn)芯价格是(shì)0.5元—0.6元/Wh，磷酸铁锂电(diàn)芯是0.3元—0.45元/Wh。可以看到，固态电池价格目前是液态电(diàn)池的数倍。降低成本将成为固态电池大规模商用前需要攻克的重点关隘。

不过，在液态锂电池的能量密度已经接近安全(quán)极限的情况下，发展固态电池是大势所(suǒ)趋。王燕(yàn)清认为：“随着生产技术的提(tí)高和(hé)规(guī)模化生产(chǎn)的推进(jìn)，全固态电池的成(chéng)本将逐渐下降，最终(zhōng)将具备与半固态电池(chí)乃至传统液(yè)态电池相抗衡的(de)市场(chǎng)竞争(zhēng)力。”

校对：王锦程

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