固态电池量产竞速新变局

21世纪经济报道记者 林典驰 深圳报道

如果说2023年业界对固态电池的态度还有所保留，那么2024年便有了180度的大转变，先是资本市场闻风而动，后是产业链逐步兑现。

11月22日，本田宣布将从2025年1月开始试生产纯电车使用的“全固态电池”。作为固态电池最早的拥趸者之一，本田在这一领域已经耕耘了十余年，但由于量产难度极大，时间表被屡屡推迟。

中国集聚了全球七成以上的电池产能，包括宁德时代（300750.SZ）、欣旺达(300207.SZ)、亿纬锂能(300014.SZ)、国轩高科(002074.SZ)等全球头部电池厂商，在固态电池的量产进度上同样不甘落后。

另一方面，初创企业开始崭露头角，力图在新技术面前跟巨头分一杯羹。

11月20日，安瓦新能源宣布落地全球首条GWh级新型固态电池生产线，尽管这家公司与奇瑞汽车和国轩高科有着千丝万缕的联系。据21世纪经济报道记者了解，该量产产线并非全固态电池，只能称之为半固态电池，预计2025年一季度实现量产，能量密度超过280wh/kg。

作为锂电池的终极形态，固态电池正成为新能源的游戏规则改变者，中国、日韩、美国均将其作为下一代电池技术的制胜点，试图抢占先机获得一定的竞争优势，成为下一个“宁王”。

TrendForce集邦咨询分析师曾佑鹏认为，固态电池的产业化进程没有超预期，但市场对固态电池的关注热情却有些超出预期。“我们保持之前量产时间的预期，GWh级别且面向车规级应用的全固态电池量产预计还需要3-5年（2028年左右）。”

正如同1991年日本索尼首次将液态锂电池产业化，历经30余年锂电池才得以取得今天的成就。

科学家们同样在固态电池产业化上也做出了长足的努力，丰田公司早从2006年便开始固态电池的研发工作，宁德时代在固态电池上的努力了同样超过10年。

但迄今为止，全行业谁都不具备量产全固态电池的能力。

“需要注意的是，目前即便有企业宣称全固态电池量产，主要还是在MWh级别的中试规模，且主要面向3C等消费电子应用的小容量电芯（一般在5Ah以下）。”曾佑鹏表示。

宁德时代董事长曾毓群将固态电池研发进度分为9个等级，他在今年9月的动力电池大会上称宁德时代目前处在第四等级，目标是在2027年提高到7-8级，实现全固态电池小批量生产。

作为目前动力电池的霸主，在面对固态电池这一锂电池终极形态时，有媒体报道称，宁德时代投入了超过1000人的研发力量，这一规模在全球都是首屈一指。

如果说宁德时代对固态电池相对“保守”，车企表现则相对“激进”，其背后既有成本考量，也有想摆脱动力电池厂商桎梏的动机，毕竟谁也不想一直为“宁王”打工。

不过，即便是智己L6宣称首发搭载了“第一代光年固态电池”，其电池供应商清陶能源联合创始人李峥表示，光年固态电池加入了10%的浸润液，依然属于半固态电池。

GGII预测，今年半固态电池出货量预计约7GWh，到2030年将超过65GWh，2035年达约300GWh。全固态电池则预计2028年可实现出货量突破1GWh。

值得注意的是，下半年伊始，关于固态电池的“文字游戏”有所减少，绝大多数厂商在宣发时都会区分半固态电池和全固态电池。

近期，广汽集团宣布，全固态电池将于2026年搭载在昊铂车型上，能量密度达400Wh/kg；奇瑞汽车宣布计划在2026年开始全固态电池上车，2027年将批量上市，届时纯电续航里程将有望突破1500公里。

能量密度是衡量电池的重要性能指标，过去三十年间，电池厂力求在同等的体积和重量中塞入更多的电量。

曾佑鹏建议，量产初期企业一般在材料体系的选择上不宜太激进，否则全固态电池实现量产的技术难度太高。按时间线划分，2027-2030年期间量产的第一代车用全固态电池，预计能量密度大部分将落在300-400 Wh/kg之间, 2030年之后有望实现400 Wh/kg以上全固态量产，并在2035年之前实现500 Wh/kg全固态量产。

传统电池使用液态电解质或凝胶电解质，而全固态电池一大变化是将液态电解质替换为固态电解质。固态电解质更加稳定和安全，因而在正极和负极用料上可以更加激进，这也使得电池性能得以极大提升。

目前，固态电池按电解质可划分为氧化物、硫化物、聚合物等，硫化物固态电池离子电导率比较高，在能量密度、循环寿命以及快充上优于氧化物固态电池。

因此，包括宁德时代、丰田、三星在内的厂商均选择了硫化物路线。宁德时代首席科学家吴凯曾表示，硫化物路线的性能上限最高且量产进度最快。

曾佑鹏表示，固态电解质材料今年以来逐步取得突破。例如固态电解质与正负极材料固固接触界面的处理，不同固态电解质的复合策略等。同时在制造端，硫化物固态电解质百吨级的工程放大验证即将逐步开始。

不可否认的是，硫化物固态电池仍面临着多项技术难题。其中，硫化物固态电池搭配金属锂负极，在充放电过程中，金属锂负极与硫化物电解质的界面容易发生副反应，导致“锂枝晶”现象的出现。

树杈状的“锂枝晶”刺穿电解质后会让电池短路失效，进而影响电池寿命。尽管液态锂电池也面临这一问题，但由于全固态电池在使用含锂量更高的材料后，锂枝晶的沉积会比液态电池更快，更难处理。

11月5日，华为公布了硫化物的固态电池专利便是针对这一现象，该专利通过掺杂包括氮元素等材料，使得掺杂硫化物材料对金属锂具有较佳的稳定性，制备的锂离子电池具有较长的使用寿命。

TrendForce集邦咨询研报显示，硫化物性能潜力大，但成本高，降本空间大。预估硫化物基固态电池产业化初期电芯BOM成本在1-2元/Wh，当硫化物电解质规模量产后，中期（2030年）电芯BOM成本预计在1元/Wh以内，远期（2035年）当固态电解质成本降至30万/吨以内时，电芯BOM成本有望降至0.4元/Wh以下。

除此之外，同样不乏电池厂商选择押注氧化物或聚合物的技术路线。今年6月，亿纬锂能中央研究院常务副院长赵瑞瑞表示，亿纬锂能固态电池选择硫化物和卤化物固态电解质的技术路线，预计2026年推出全固态电池，先落地于混合动力汽车。

近期，欣界能源发布猎鹰高能量锂金属固态电池，采用金属锂作为负极，氧化物陶瓷作为电解质，其能量密度达480 Wh/kg。

当下，不同固态电解质之间的竞争仍在延续，短时间内看不到绝对的领先优势。“应该说都有其发展潜力，不同应用场景下技术路线的选择可能会有差异。”曾佑鹏表示。

不仅新能源汽车需要固态电池解决续航焦虑，低空经济等新兴市场同样亟需固态电池的帮助。

德迅投资总监周华林在接受21世纪经济报道记者采访时则表示，汽车和eVTOL对电池的需求是类似的，eVTOL对电池的需求有充电速度更快、放电倍率更高、能量密度更高、电池高安全性等。

11月14日，亿航智能的EH216-S完成了全球首例eVTOL搭载固态电池飞行测试，续航时间达到了48分10秒，续航时间提升了60%~90%。

该电池便是来自由欣界能源研发和制造，亿航智能目前正争取在2025年底前实现固态电池在EH216-S的认证和装机量产。

“作为低空经济的重要组成部分，eVTOL或将在未来几年迎来爆发，现阶段类似于2012年或2013年电动汽车市场的趋势。未来将持续提升固态电池的性能以增加EH216-S的续航时间，2025年有望进一步提升25%至60分钟。”欣界能源董事长陈霖表示。

看上低空经济这块蛋糕的不仅只有欣界能源，今年年初，宁德时代战略投资峰飞航空。峰飞航空方面透露，双方将在eVTOL航空电池领域共同研发，着力提升电池的能量密度和性能表现。

航空燃油的能量密度约为12700Wh/kg，为当前eVTOL电池能量密度的几十倍，目前纯电eVTOL的续航时间在15-60分钟之间，仅能覆盖城市内的短途飞行需求。

亿航智能副总裁张宏在2024高工锂电年会上表示，eVTOL所需的电池能量密度要达300Wh/kg以上，在这基础上越高越好。

除此之外，因为电力驱动是实现零排放、降低运营成本的核心。随着相关产业规模化发展，未来eVTOL核心运价有望降低至5-7元/公里。

有业界观点认为，为保证eVTOL的运行经济性，头部eVTOL企业还希望电池循环寿命能够达到500次以上，600~700次更佳。

周华林表示，鉴于eVTOL数量较少，能够承担更高的成本，因此全固态电池很有可能在eVTOL上率先使用。

根据GGII数据，到2035年，储能市场，以及以eVTOL、机器人、特种动力为代表的新兴领域和3C数码产品，预计将分别贡献固态电池出货量的20%以上、10%以上和5%以上。

目前，半固态电池已实现10GWh级别出货，全固态电池有望在技术突破、工程化量产及下游验证完成后，于2028年进入GWh级应用阶段。