固态电池赛道 挤满抢跑者

撰文/刘晓林

三年后全固态电池量产的倒计时已经启动，半固态量产的商业化价值、投资效率合理性、如何突破全固态电池技术难关等，都是无法回避的风险。更重要的是，固态电池对中国庞大电池产业链所带来的重构，以及液态电池何去何从等产业层面的内部颠覆问题，也都需要找到应对方案。

眼下正在举办的2024年成都车展上有不少新车亮相，全新岚图梦想家（参数丨图片）是其中的一个。在车展前夕举办的一场预售发布会上，岚图汽车官方喊出了“华流才是顶流”的口号，为全新岚图梦想家打气。之所以称“华流”，一是因为岚图是中国汽车品牌的代表；二是因为这款车应用了诸多中式审美的设计；三是因为岚图与华为进行了技术合作，新车应用了华为乾崑ADS 3.0高阶智驾和鸿蒙座舱。

到底还需几年才能量产？这个新能源汽车领域的常态化命题，最近抛向了车载动力电池的终极形态——固态电池。在年初中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高释放出“全固态电池是我们面对的威胁和挑战，中国的电池产业优势可能因美日韩等国家率先量产全固态电池而被颠覆”的风险预警后，固态电池的量产时间表成为新能源领域最受关注的信息，整个中国电池企业也呈现出争分夺秒将固态电池率先投产的趋势。

从4月到9月的五个月时间内，中国企业在固态电池的研发成果和量产时间上不断释放消息，将本该在2027年启动的商业化竞争提前开场。虽然欧阳明高近期再次强调，固态电池的商业化还需时日，大规模量产至少还需要5年，但电池厂商和车企给出的时间表却表明：不需要那么久、也等不了那么久。

5月，上汽宣布进入全固态电池量产500天倒计时，2026年全固态电池将量产上车，这成为目前最早的固态电池批量量产的时间表；作为电池领头羊，宁德时代对全固态电池研发进展的态度也从三缄其口，到主动透露“2027年达到小批量生产水平”；8月底，非龙头电池企业鹏辉能源发布全固态电池产品，一句“全固态电池重大突破”拉动股价连续收获两个“20cm涨停”；9月初，卫蓝新能源宣布的“硫化物（全固态）电池今年就会有销售额”让专家激动不已；在电池材料领域，多家企业宣布其研发的不同固态电解质（固态电池的核心部分）已经完成中试，实现小批量供货阶段；9月1日的动力电池大会上，固态电池首次成为主角引爆讨论，来自资本市场的追捧则让话题热度不断攀升……

受中国企业“抢跑”的刺激，日本企业在不断推迟固态电池量产时间后，近期由丰田率先给出了2026年量产的最新节奏。欧美科研团队和电池材料供应商也不断传出针对固态电池研发的最新进展。海外企业都在期待抓住机会，将固态电池作为反转全球新能源汽车竞争格局的分水岭。一切信息都在显示，固态电池从实验室到生产线的距离正不断缩短。

不过，中国用来抢跑的技术并非真正最具技术颠覆性的全固态电池，而是作为过渡技术的“半固态电池”。今年以来，上汽、蔚来、广汽等多家车企已经在新车上搭载半固态电池，并将其作为卖点加以宣传。但一字之差，预示着中国电池仍未摆脱从全固态技术上被颠覆的风险。“确实，中国强就强在产业化的速度”，在国内某电池企业担任高管的韩梁（化名）表示。避开基础材料研究的短板，利用庞大的市场和产业链尽早实现产业化，并在产业化中实现技术迭代升级——这是中国在固态电池上的抢跑策略。

但另一方面，三年后全固态电池量产的倒计时已经启动，半固态量产的商业化价值、投资效率合理性、如何突破全固态电池技术难关等，都是无法回避的风险。更重要的是，固态电池对中国庞大电池产业链所带来的重构，以及液态电池何去何从等产业层面的内部颠覆问题，也都需要快速找到应对方案。

量产倒计时

固态电池，顾名思义，就是使用固态电解质的电池。传统液态锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键要素组成。固态电池用固态电解质替换传统液态锂电池中的液态电解液和隔膜，并使用全新的正负极材料。新材料和新技术的应用，将使固态电池能够以更小的体积拥有高安全性、高能量密度、更快充放电速度，以及对温度的高适应性。其中，仅大幅降低电池泄漏和燃爆风险这一项优势，就足以改写新能源汽车的价值。

因此，固态电池成为公认的下一代电池首选方案，日韩欧美都将开发固态电池放在了国家产业战略的高度。其中，以丰田和松下等企业为代表，日本早在三十年前就开始研发固态电池，韩国电池也与欧美企业合作，也早早投入固态电池研发。中国在十年前启动了固态电池的研发，虽然过去五年来中国在固态电池专利申请数量上增幅很快，但在专利总数上，仍落后于日韩。

“固态电池，特别是全固态电池的量产，事关科技主导权之争”。清陶能源联合创始人、总经理李峥李峥表示，谁先量产决定着谁将掌握新能源汽车下一阶段竞争的技术主导权。换句话说，坐拥全球动力电池60%出货量的中国，能否继续保持在新能源汽车领域的竞争优势，与固态电池的商业化速度、技术实力、产业链成熟速度息息相关。

这种危机感也是中国固态电池在今年全面抢跑的主要原因。无论研究机构还是电池产业链公司和整车企业，都选择用市场来代替实验室，用半固态电池率先量产来抢占新赛道的站位，迈出向全固态电池产业化的第一步。

今年5月，在上汽集团的新能源十年成果展上，上汽旗下固态电池公司清陶能源成为主角，清陶不仅宣布今年将为智己L6批量交付第一代光年版半固态电池，还宣布2025年开始其固态产品将在上汽自主品牌的纯电和混合动力车型车型上广泛搭载，2026年则实现全固态电池正式量产。这是迄今为止国内最快的全固态电池量产速度。

按照液态电解质含量逐步下降，固态电池的发展路径大致可以分为半固态（5-10wt%）、准固态（0-5wt%）、全固态（0wt%）等阶段，其中半固态、准固态使用的电解质均为混合固液电解质。按照计划，上汽的固态电池的量产分三步走，第一阶段，电解质中的液含量降至19%；第二阶段降至5%；第三阶段降至仅为1%。

上汽的产业化思路是：借助前两个阶段固态电池技术的逐步的量产，依托于上集团庞大的产业规模，培育出新的产业链上下游，特别是上游的关键材料、核心装备等供应商，并结合上汽集团自主品牌规模化发展固态电池技术的契机，实现整个产业链的升级，继而够实现全固态电池的量产。

这也是大部分整车企业的思路。截至目前，主流整车企业，以及以宁德时代、孚能科技、国轩高科、欣旺达为代表的电池生产商，以天齐锂业、亿纬锂能、赣锋锂业、辉能科技为代表的锂电材料商都公布了与固态电池相关的产品落地节奏。此外，太蓝、卫蓝、清陶等固态电池创业公司的量产节奏也备受关注。

分步实现全固态，这也是国内电池生产商的普遍路线。孚能科技的一位内部人士表示，孚能科技将在未来5至10年之内，完成从半固态电池到固态动力电池的产品化，期间要经历三次技术提升。其中，2021年已量产软包半固态电池的第一代产品，随后孚能科技将推出半固态电池第二代和第三代升级产品，逐步降低液态电解液的含量，提升电芯的本征安全，最后导入全固态电池。

半固态电池：半成品还是必然路径

不过，从全固态电池普遍预测2027年将小批量投产来看，半固态电池的商业周期似乎只有三年。在如此短的应用周期，半固态电池的商业化价值高吗？

事实上，对于半固态电池技术量产的合理性，目前业界并非没有争议。从性能上看，半固态电池的最大特征是电解质有一定的液态比例，非完全固态。与液态动力电池相比，半固态电池在续航里程上和性价比上会有更好的表现，并且在针刺能力和循环寿命上也有所提升。以上汽清陶光年版半固态电池为例，其拥有超过300Wh/kg的能量密度（目前液态动力电池的能量密度在100Wh/kg—250Wh/kg之间），超过1000公里的续航，12分钟可以充到400公里里程。最重要的是，目前半固态电池普遍选择了聚合物的路线，能够最大程度的利用现有电池生产工艺和设备，生产难度和成本都处于可控范围内。

对于半固态电池的量产，是源于现有液态锂离子电池性能已经触及上限的说法，专业人士认为并不准确。韩梁表示：“锂离子电池技术远没有成熟，只是在宏观政策、国家战略、环境危机、市场期待等等因素的共同作用下，形成了一个庞大的产业。”在他看来，液态锂离子和半固态电池之间确实形成了一种潜在的矛盾。

韩梁更愿意将半固态看作是现阶段液态电池的再提升。“从实现的技术路线上，半固态与全固态本质上是两条路。举个不一定恰当的例子，半固态就像是无限逼近L3的辅助驾驶，但跟L3智能驾驶却有着本质区别。”

根据中国汽车动力电池产业创新联盟的数据，2024年前五个月，国内半固态电池装车量达到1621.8MWh。业界将2024年称为半固态电池大规模量产的前夜，预测2025年、2030年全球固态电池出货量分别将达38GWh、509GWh。

李峥表示，从电池技术上来讲，全球企业之间的差距并不大，处在同一技术阶段。中国动力电池的优势主要体现在使用规模和市占率上。

颠覆：难以突破的技术门槛

“十年前，日美欧韩就已开始推动固态电池的量产化，但难度极大”。在李峥看来，由于核心材料发生变化，从传统电池到固态电池的演进，面临的是一次科技和产业变革的挑战。

基于此，欧阳明高给出的固态电池商业化时间表是：预计2024年半固态电池产业化落地，2027年全固态电池产品下线，2030年固态电池全面放量投产，产值超1000亿元。宁德时董事长曾毓群则给出了宁德时代的准确进度：如果用数字1到9来评价固态电池的技术成熟度，目前宁德时代处于4的水平，只是做出了一些器件样品，进行一些实验验证。

“先解决电解液问题，解决负极问题，再解决正极问题，急不得”。在“2024世界动力电池大会高端对话”上，欧阳明高强调，固态电池需要攻克的技术难关还很多，需要一步一步来，不能一味追求速度。

中国工程院外籍院士孙学良也表示，固态电池技术还存在很多挑战，其中电解质有硫化物、氧化物、聚合物等多种技术路线，用复合材料更好，还是发展新的电解质更好，这些问题都需要解决。

将电解质从“液态”转向“固态”，这一环节是最大的挑战。从实验室成功研制出一块样品，到生产线上批量产出性能达标的固态电池，且能够装车使用，这之间的挑战同样巨大。

根据电解质的不同，固态电池技术路线主要分为三大类，分别是聚合物固态电池、氧化物固态电池和硫化物固态电池。在哪种技术路线更适合作为固态电池主流技术的问题上，目前全球并没有形成统一认识。

具体而言，丰田、本田、日产等日系车企和LG、三星、SKI等韩国电池企业都采用了硫化物的技术路线。这一路线量产难度大，导致丰田一度将原定的量产时间推迟至2030年。美国新创科技企业是德系整车企业的主要合作伙伴，其在硫化物、氧化物和聚合物方面都有布局。韩国同样在氧化物和硫化物技术上并行发展。中国企业同样在多种路线探索中。

在正极材料上，固态电池的选择同样多样化，从产业化角度看，目前正极主要有高电压高镍三元、富锂锰基、超高镍三元、镍锰酸锂等材料，负极材料则以硅基和锂金属为主。多元化的材料在拓宽了固态电池选择性的同时，也带来了研发成本和周期的不确定性。

为此，欧阳明高特别指出，AI技术将在固态电池研发中发挥重要作用。“AI大模型筛选的效率确实高很多，可以筛选出可行性比较高的配方去实验验证，减少研发过程中的弯路。”韩梁表示，美国的研发中心已经在使用AI技术，“但整个AI技术还在起步阶段，模型本身的数据投喂不够，还不成熟，真正应用还得一阵子。”

除了材料，固态电池在生产工艺上也面临全新的挑战。其中，制备氧化物电解质需要900℃以上的高温，制备硫化物电解质则要求装组环境必须保证温度在零下60℃以下。曾毓群称，虽然宁德时代目前做出了一些器件样品，“但这些器件的使用，有很多边界条件，如要在6000个大气压下，才实现较高的低温性能等。这意味着这些器件还无法投入市场应用。”

“全固态电池产业化难度极大，不但需要突破材料科学难题，还需要进行工艺装备创新，培育全新的产业链条”，李峥表示，固态电池需要建立全新的产业链，包括实现固态电解质材料的应用、全新正负极材料产业的重构，以及电池生产工艺和设备的全新开发和投入。

成本是固态电池量产的另一道瓶颈，固态电池使用的负极材料是金属锂，锂的价格远高于石墨。目前，全固态电池的制造成本是锂离子电池的4—25倍。

综合来看，在材料研发、生产工艺、成本等各个方面，固态电池从实验室走向生产线的整个过程中都存在瓶颈尚未解决。“2027年争取开始产业化，在一些对成本不敏感的新兴领域里可以小规模应用。率先应用的可能不一定是车，也可能是低空飞行器。”韩梁直言。

来自企业端的信息显示，全固态电池的产业化瓶颈是量产前必须解决的问题。据上汽清陶披露的信息，基于材料和工艺的简化和创新，由上汽清陶研发的全固态电池，从电芯端到PACK端的单位成本至多可降低40%，相比液态电池将拥有非常明显的成本优势。

鑫椤资讯研究员张金惠则提醒，实验室的样品和真正大规模量产的产品会有很大差距，良品率以及稳定性将是固态电池量产后的一大挑战。

值得一提的是，站在电池行业的角度，如果液态动力电池退出技术主流，电池产业链上的投资格局也将发生改变。

对此，欧阳明高表示，“对于中国电池产业而言，由于现有基于液态电池建立起的产业链已经相当庞大和成熟，因此布局全固态电池需要拥有足够多的共识”。

技术革命永远是促成新产业革命和全新商业模式的最大推动力。但每一项颠覆性的技术革命背后，一条成熟的产业链也将面临被颠覆，新能源汽车对内燃机产业链的颠覆就是典型代表。可以预见，在接下来的5—10年中，随着固态电池的量产，现有动力电池产业链的重构也将逐步显现。