固態電池拉開產業化大幕 羣雄並起共赴萬億新徵途

安宇飛 受訪企業/供圖 翟超/製圖

證券時報記者 安宇飛

在鋰電池的進化之路上，全固態電池是終極目標。而近期多家電池企業紛紛發佈全固態電池產品，爲全固態電池產業化按下了“加速鍵”：8月28日，鵬輝能源發佈了第一代全固態電池；同一天，中創新航發佈了名爲“無界”的全固態電池，計劃在2027年實現小批量裝車驗證；寧德時代表示，公司全固態電池2027年有望實現小批量生產……

中信證券研報測算稱，2030年全球固態電池出貨需求將達643GWh，2024年~2030年複合年均增長率達133%，合計市場空間達1.2萬億元。固態電池的產業化大幕已經緩緩拉開。

全國固態電池的發展情況究竟如何？從液態到半固態、再到全固態電池的征途上有哪些“險關要隘”難以攻克？證券時報記者探訪多家固態電池產業鏈廠商尋求答案。

固態電池

產業化“大幕揭開”

一瓶不起眼的白色粉末，蘊藏着鋰電池從液態走向固態的“龐大能量”，這是廣汽埃安向證券時報記者展示的全固態電解質。走進位於廣州市番禺區的廣汽埃安大堂展廳，記者看到了用玻璃瓶裝起來的粉末狀高環境適應性複合固態電解質，以及用其生產的鋰金屬全固態電池、無鋰負極全固態電池。

據廣汽埃安工作人員介紹，採用固態電解質生產的全固態電池“開發難度堪比攀登珠穆朗瑪峰”，它可以實現高安全性能和400Wh/kg的超高能量密度，讓汽車續航里程突破1000公里。廣汽埃安計劃在2026年完成全固態電池開發，並首先搭載於昊鉑車型。

據起點研究院統計，中國固態電池產業鏈企業主要集中在珠三角和長三角。從珠三角到長三角，從中游電池企業上溯到鋰電設備廠商，記者來到位於江蘇無錫的先導智能工廠。一臺臺精密又龐大的鋰電設備在這裡被製造出來，先導智能已經完成全固態電極製備、全固態電解質膜製備設備到全固態電池整線解決方案的技術攻關。

先導智能董事長王燕清向證券時報記者表示：“全固態電池從技術成熟度來看已經接近‘商用階段’，只是由於尚未實現規模化量產，成本效益相對較低，目前仍處於市場探索與驗證階段。如今高端玩家已經結束觀望，正積極投身於全固態電池的市場開發和建設中，行業有望迎來快速發展機遇期。”

目前，半固態、準固態和全固態電池，被統稱爲固態電池。近期，鵬輝能源和中創新航紛紛發佈全固態電池產品，而半固態電池商業化進程更快，嵐圖追光、智己L6等車型已經實現半固態電池的搭載，固態電池產業化大幕已經拉開。

據起點研究院發佈的《2024固態電池發展白皮書》，截至2024年8月底，中國固態電池產業鏈企業（不包括設備企業）已超過250家，其中，電芯企業100家，固態電解質企業達50家。目前各家企業公佈的（半）固態電池產能及規劃已經超過400GWh，未來幾年固態電池發展將加速落地。

電池產業鏈

將“翻天覆地”

現階段，鋰電池四大關鍵材料分別爲正極材料、負極材料、隔膜和電解液，每個材料環節都涉及大量產業鏈企業。

而全固態電池之所以比液態電池具有更高安全性和更高能量密度，是因爲其用不易燃的固態電解質取代了電解液和隔膜，可以兼容更爲高比容的正負極材料。這意味着，液態電池走向固態電池的進程中，電池產業鏈將產生“翻天覆地”的變化，隔膜和電解液企業首當其衝。

“在製造方面，如果全固態電池採用溼法工藝，目前液態鋰電池的一般設備都不能用。如果採用幹法工藝，目前液態鋰電池三分之二的設備都不能用。因此要重新設計匹配全固態電池生產的工藝及設備，比如干法電極製備技術等。”起點研究院研究主管吳雨龍表示。

中南大學張永柱教授表示，做半固態和全固態就要對目前的產線進行修改、調整，這需要一些時間。在新能源行業裡，液態電池產線已經投資了幾萬億元，企業們是一定要把傳統的液態電池投資先收回來，然後再搞半固態和全固態。未來3年~5年，設備廠、軟件廠、芯片廠需要騰出時間來做半固態和全固態的產業化，來降低成本。

量產路上

仍存“險關要隘”

起點研究院預計，全球固態電池未來兩年將加速發展，2025年到2030年將是半固態電池和準固態電池產品導入期，2030年到2035年將是全固態電池產品導入期。儘管多家車企已經實現了半固態電池的“上車”，但固態電池產業發展仍存在技術、路線、材料、成本等多重難關。

從技術來看，主要是“固固界面”的難題待解。在固態電解質中，電極和電解質之間的界面接觸從固—液接觸變爲固—固接觸，接觸面積小，形成了更高的界面電阻。這導致了固態電池循環壽命差、快充性能差等問題。“如何解決好固態電池中的界面問題，成了固態電池能否大規模應用的關鍵，如何兼顧電導率、減少副反應、降低阻抗仍是目前產業在攻克的方向。”吳雨龍表示。

從材料來看，固態電池體系採用高性能的正負極材料，往往涉及高價稀有金屬，原材料成本遠高於液態電池。“固態電池所需的電極材料、電解質等多爲高科技新材料，加之產業鏈尚不完善，部分原材料未實現量產，整體產業鏈成本也比較高昂，這也在一定程度上制約了市場的發展。”王燕清向記者表示。

從價格來看，起點研究院向記者提供的數據顯示，某固態電池企業賣給車企的半固態電池售價超過2元/Wh，某新興固態電池企業賣給某飛行器企業的準固態電池售價超7元/Wh。而同期液態車用三元電芯價格是0.5元~0.6元/Wh，磷酸鐵鋰電芯是0.3元~0.45元/Wh。可以看到，固態電池價格目前是液態電池的數倍。降低成本將成爲固態電池大規模商用前需要攻克的重點關隘。

不過，在液態鋰電池的能量密度已經接近安全極限的情況下，固態電池的發展哪怕面臨重重險關，也必須一一攻克。王燕清認爲：“隨着生產技術的提高和規模化生產的推進，全固態電池的成本將逐漸下降，最終將具備與半固態電池乃至傳統液態電池相抗衡的市場競爭力。”