全固态电池“上车”虚实：车企打“插边球”，宁德时代投入十年还喊难

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腾讯新闻《远光灯》 作者 刘坎顺
5月17日，又一家电池供应商——国轩高科（002074.SZ）的股价出现涨停，直接原因是其当天发布了5C超快充G刻电池、高镍三元星晨电池、全固态金石电池等多款新产品及新技术。同时，在国轩高科带动下，当天二级市场固态电池概念股也持续走高。
而在4月初，天赐材料、新纶新材在同一天的午后直接涨停，期间德福科技、翔丰华、上海洗霸、三祥新材、高乐股份、丰元股份、紫江企业等10余股也陆续涨停，同时当升科技、硅宝科技、容百科技等涨幅均超过了10%。它们共同的联系，均是固态电池概念股。
掀起这一波热潮的直接推动力来自于新能源车企。
4月9日，广汽埃安旗下昊铂品牌宣布，将于4月12日发布昊铂全固态电池。根据广汽介绍，该电池采用了100%固态电解质，能量密度高，单体具备超强本征安全，计划2026年上车，将首先搭载于昊铂车型，可轻松实现超1000公里续航。早前一天的4月8日，上汽集团旗下智己L6亮相，据称该车型搭载行业首个量产上车的“超快充固态电池1.0”。
固态电池落地应用的时代已经来临？或许答案并不如此简单。
就在不久之前，国内电池行业老大——宁德时代董事长曾毓群在接受媒体采访时，还曾对固态电池即将商业化的说法持质疑态度。彼时，丰田称固态电池最早将于2027年投入使用，但曾毓群表示，电动汽车固态电池距离商业化还有数年时间，这项技术还不够美满，缺乏耐用性，且仍然存在安全问题。
“我们完全支持固态电池，我在这方面已经投资了10年。我几乎每个月都会相识研发人员在固态电池方面的工作，所以我知道所有的进展。”他说。
有相关车企电池专家告诉腾讯汽车《远光灯》：“目前国内无论是车企，还是电池供应商都具备了半固态电池的量产能力，预计在2025年可实现大批量上车，但全固态电池仍然还停留在正负极材料的突破阶段，只管具备了相应的生产能力，但由于材料还未解决的问题，导致近几年内都无法实现量产。”
宁德时代在固态电池上花了十年
作甚固态电池？最简单的理解就是使用固态电解质的电池。
从电池布局来说，目前广泛应用的锂离子电池，内部是由正极材料、负极材料、电解液、隔膜这4大主要材质所组成，起到了传送离子、传导电流的作用。这类电池在业内也被称为“液态电池”，主要是因为内部有液态电解液的存在，但这种有机溶剂具有易燃性、高腐蚀性，同时抗氧化性较差，且无法解决“锂枝晶”问题，因此存在热失控风险，也限制了高电压正极、锂金属负极等高能量材料的使用。


而固态电池的布局更简单，内部仅有正极材料、负极材料、固态电解质这3大主要材质。相比液态电池来说，其实就是将原本的电解液，部分或全部更换成了固态电解质。这不仅解决了上述电解液所遇到的问题，同时还能够大幅提升电池的安全性、能量密度等。固然，由于固态电池换上了全新的布局和材料，同时生产工艺相对液态电池更为复杂，成本也更高，因此，目前依旧是现有材料体系长期潜在技术方向。
以目前应用范围最大的新能源汽车市场为例，固态电池被称为最具潜力的“下一代动力电池”，所具备的高达500Wh/kg的能量密度、耐高温抗穿刺的高安全性，以及宽温域工作窗口等众多优点，能大幅降低纯电动车自燃爆炸的风险，且能轻松让续航里程超过1000km，仅5分钟即可将电量充满，还能在高温或寒冷等极端环境下保持稳定使用。
可以说，未来固态电池一旦能量产上车，新能源汽车全面取代燃油汽车将再次加速，而随着我国新能源汽车的快速渗出，固态电池的需求也将会得到强有力的支持，更不用说在生活中常见的植入式医疗设备、无线传感器等微电池领域，以及下一代的储能领域等等，都是固态电池可发挥的领域。
宁德时代的首席科学家吴凯就曾直言道：“目前液态锂电池的能量密度可以达到350Wh/Kg，但再往上提高很难，而全固态电池在能量密度和安全性等方面表现优异，有巨大潜力。”


固然，固态电池当前的缺点也很明显，就是“高成本”。无论是含有有数金属的固态电解质、正负极全新材料研发和应用等成本方面，还是更严苛的生产工艺、量产设备、质量控制等方面，综合来看，全固态电池的成本将明显高于现有的液态电池。
这个“缺点”让已经花了10年时间搞研发的宁德时代依旧感到棘手，曾毓群曾表示：“宁德时代在一通研究下来之后，发现固态电池当前还是面对着许多亟待突破的基本科学问题，存在一些障碍，量产非常困难。”
“为固态而固态，在安全上并无特别大的优势，但成本又巨高，这些都是问题，最终宁德时代得出的结论还是太难了。”这位中科院物理所凝聚态物理博士毕业的技术专家，依旧认为当前的固态电池尚处在第一步技术门路突破阶段。
半固态也是固态？车企大玩文字游戏
那么，接下来的问题是，最近两个月被企业乃至资源市场频繁炒作的固态电池技术到底是真是假？
事实上，在智己L6发布时，同步首发的第一代光年固态电池便引起了行业内对固态电池的争议，最争锋相对的还是“玩文字游戏”的梗。按照行业里根据电解质的分类，电池可细分为液态（25wt%）、半固态（5-10wt%）、准固态（0-5wt%）和全固态（0wt%）这4大类，其中半固态、准固态和全固态这3种都统称为固态电池。
而多位业内人士指出，智己发布的光年固态电池实为半固态电池。
这点也得到了电池供应商清陶能源联合创始人李峥的证明，并在介绍时表示：“光年固态电池为了增强固态电解质的锂离子导电性，清陶能源在电解质中加入了10%的浸润液，较传统三元锂电池减少了5%左右的总液体含量，因此这款固态电池属于半固态电池。”
其实国内最早推出“半固态电池”的车企是蔚来汽车。早在2021年NIO Day上，便正式发布了150kWh的电池包。这块电池是由卫蓝新能源和蔚来共同研发的半固态电池包，只管蔚来官方并未直接确认此电池包为半固态电池，但从电池的布局来看，内部采用了固液混合的电解质，因此也属于半固态电池包，能量密度为360Wh/kg。
去年12月中旬，蔚来汽车CEO李斌通过社交平台发布消息并宣称，在经过14小时01分钟的努力，蔚来150kWh电池续航挑战完成，最终成绩1044公里。
只管目前蔚来150kWh电池包在换电站已开放租赁（日租基准价低至100元），但受制于成本、制造等原因，初期电池供给不足，只能接纳租赁不销售的方式让电池的利用效率达到最大化。而在去年初时，蔚来汽车联合创始人、总裁秦力洪曾表示，蔚来150kWh电池成本很高，成本相当于一辆蔚来ET5（75kWh电池版整车售29.80万元）。
广汽昊铂算是国内第一家发布号称采用100%固态电解质的全固态电池的车企，同时按照广汽昊铂给出的时间节点来看，预计将会在2026年实现全固态电池量产，并优先搭载在昊铂的车型上。


无独有偶，长安汽车也预计到2030年推出包括液态、半固态和固态在内的8款自研电芯。
东风汽车在2019年已完成了初代固态电池系统开发，当前正在研发第二代固态电池，预计2024年内可实现量产搭载，能让整车续航里程超过1000km。不过，第二代固态电池是否为全固态目前还不得而知。
丰田等正指望全固态电池实现弯道超车
关注固态电池发展和拥有技术储备的并不只是中国，其实外洋也一直在主攻全固态门路，并力图在2025年集中量产，2028年实现大规模商业化。他们基本都主要通过自行研发、联合研发及投资初创公司等多种方式举行，以全固态门路为主，材料体系选择多样，技术迭代迅速，其中部分企业已交付A样。
欧美地域具有代表的厂商有Solid Power、SES、Quantum Scape等，其中初创企业风靡，商业化历程较快，着重于推动电动车产业链本土化，并以创新为主打，风格则是快速融资上市为主要目的，技术路径多为聚合物电解质和氧化物电解质。
同时也有车企绑定电池厂共同研发，并提前布局固态电池技术的，这方面外洋车企还处于领先职位。诸如：德系的梅赛德斯-奔驰，投资Factorial Energy和辉能科技，并共同研发，计划在2025年后将固态电池技术整合到奔驰旗下的多款纯电动车型中，同时在未来5年内实现批量生产。
德系的宝马则自建电芯研发中心来攻克固态电池技术，计划在2026年实现固态电池突破性进展并随后实现量产；同时还投资了Solid Power并签订合作协议，计划在2030年全面实现固态电池的量产和应用。
美系的通用集团选择投资锂金属电池公司SES，签订全球首个车用锂金属电池A样品开发合作项目，以及投资了固态电池初创企业Soelect，并开发固态电池技术。而福特与宝马相同，都选择了投资Solid Power并签订合作协议，从2022年开始在实际中搭载并测试其固态电池。
日本地域的代表厂商不仅包括了丰田、日产等车企，还有给特斯拉提供电池的松下。日本厂商由于普遍较早布局固态电池，因此也通常采用企业和机构联合研发的形式推进，并助攻硫化物固态电解质，以及全力搭建硫化物技术体系。
如今，他们正希望凭借固态电池在新能源领域弯道超车。
最具代表的丰田除了计划在2025年前实现全固态电池小规模自行量产，且率先应用在混动车型，随后计划在2023年前推出搭载全固态电池的纯电动车型之外，还与松下在2019年举行了合作，并设立研发、生产纯电动车等车在电池的合资公司，也同样致力于开发、量产固态电池。
在外洋电动车领域占据优势的日产，在发展门路上与丰田基本相同，也是自产和与松下合作的双管齐下模式，已在2022年建设了叠层软包全固态电池电芯试点生产设施，在2024年建造了固态电池试点工作，并计划在2028年推出搭载全固态电池的纯电动车型。
而日系三强的本田在2018年通过与丰田、日产和松下的联合研发固态电池项目，获得了1400万美元的资金支持，并在2024年建设全固态电池树模生产线，计划在2025-2030年间陆续实现装车应用。
综合来看，外洋厂商在全固态电池的整体布局处于领先职位，并使用大额补贴来抢先押注电池技术。在欧洲国家中，德国研发布局投入最大；美国则由能源部出资，初创公司主导研发，并与众多车企达成合作，目的在2030年达到能量密度500Wh/kg。
日本打造车企和电池厂共同研发体系，政府资金扶持力度超2千亿日元（约100亿元人民币），力图2030年实现全固态电池商业化，能量密度目的500Wh/kg。韩国政府泽提供了税收抵免支持固态电池研发，叠加动力电池巨头联合推进，目的于2025-2028年开发出能量密度400Wh/kg的商用技术，2030年完成装车。
国内半固态2025年可批量装车 全固态仍在突破中
此前一波大张旗鼓的资源市场炒作下，国内全固态电池量产上车似乎正指日可待。
在车企方面，广汽埃安是首家对外发布详细时间的车企，公司的电池研发部负责人李进表示：“计划在2026年实现量产，并优先用于昊铂车型之上，只管全固态电池的确拥有更高的能量密度，更高的本征安全，以及更宽温域的优势，但全固态电池的开发难度堪比攀登‘珠穆朗玛峰’，还需要在材料、设计、制造、集成等方面举行突破。”
但不肯透露姓名有业内人士向腾讯新闻《远光灯》坦言，广汽虽然一直强调全固态电池即将量产，也发布了正负极材料和相关技术，但关于固态电解质，以及三者间性能的稳定性等细节并未公布，同时目前也没有实物，因此还比较难界定是否是真正意义上的全固态电池，以及能否在短时间内装车使用等。
同时，有相关车企电池专家告诉腾讯汽车《远光灯》，在国内，半固态电池预计在2025年可实现大批量上车，但全固态电池仍然还停留在正负极材料的突破阶段，近几年内都无法实现量产。
目前更具兼容性、经济性的聚合物+氧化物的半固态门路，在2023年已实现了360Wh/kg+装车发布，在今年预计也会陆续实现规模化装车。当前市面上已看到的是蔚来汽车+卫蓝新能源、上汽智己+清陶能源，下半年应该还有赣锋锂业+东风，同时传统锂离子电池企业诸如比亚迪、宁德时代等也已进军固态电池的相关业务。


其实纵观固态电池技术迭代路径，也的确是由半固态到全固态的逐步发展，究竟全固态电池的技术难度太大。宁德时代一直坚持走硫化物体系，公司的首席科学家吴凯表示：“如果用技术和制造成熟度作为评价体系（以1-9打分），宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平。”
宁德时代早在今年4月首次公布了全固态电池研发和量产时间表，不过吴凯对此仍持谨慎态度：“宁德时代的目的是到2027年小批量生产全固态电池，但届时大批量生产仍然会面对成本等问题。”
而在之前，曾毓群则表态称：“全固态电池距离商业化还很远，但是宁德时代并非不重视这项技术，最近也加大了投入，希望未来在全固态电池领域也能做到首屈一指。”
就在5月中旬，股价刚涨停过的国轩高科，其全固态电池项目总工程师潘瑞军表示：“国轩高科的全固态电池计划在2027年小批量上车实行，如果测试顺利，随着产业链逐步建立，预计在2030年实现量产，但由于全固态电池的研发量产还存在较多风险，上述时间也会相对守旧。”
而在目前全固态电池的技术门路中，主要包括聚合物、氧化物、硫化物这3大类。其中，宁德时代和国轩高科均采用了硫化物技术门路。吴凯还提及过，这3种固态电解质没有一种完美无缺，其中硫化物门路进展较快，率先量产的可能性也相对更大。
反观将“固态电池概念”和L6车型强绑定的智己汽车，就用市场营销博得了品牌关注度和影响力。只管“光年固态电池”只是半固态电池，但也的确能让智己L6拥有超30%的能量密度提升，续航里程能超过1000km，让消费者看到了整车实力的全面提升。
因此也有行业内人士在评价智己汽车时称：“车企是否真的有产品不重要，能否按时推出配置固态电池的车型也不重要，最重要的是要把固态电池的概念和品牌举行强绑定。”
值得一提的是，液态锂电池也依旧在发展中，宁德时代依旧围绕着液态锂电池的门路不断优化。在4月的北京车展中，宁德时代便发布了神行电池的升级版神行PLUS电池，其续航里程也达到了1000公里，并具备充电10分钟续航600公里的快充能力。据官方介绍，自去年8月发布以来，神行电池已经在多款上市新车中搭载了，而今年还将继承共同推出50多款新车。
也许对于消费者而言，续航里程达到1000公里的“标准”之后，是否还需再延伸，已经不是重点了，相对来说电池包的绝对安全，以及更便捷和高效地补能显得更为重要。

来源：https://view.inews.qq.com/k/20240528A04C9R00
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