“(全)固態電池(可能)將是一個‘炸雷’，一旦(量產)出來，我們當前很多產能馬上就會成為巨大的‘包袱’。”今年1月初，在電池中國網舉辦的Li+學社活動上，副總裁梁銳如是說。
梁銳還表示，“目前我國新能源產業在全球已形成自身競爭優勢，但日、韓企業一直緊追不捨。最近大家都明顯感覺到(全)固態電池可能將是我們所要面對的一個‘危機’。如果我們能實現突破，就能保持新能源產業的優勢，在全球繼續掌握髮言權。相反，如果(全)固態電池被其他國家企業‘彎道超車’，我們則可能會失去部分新能源市場。”
實際上，固態電池(含半固態、凝聚態、凝膠態、全固態等電池型別)技術路線的發展一直飽受爭議。雖然憑藉高能量密度和安全性等多重優勢，全固態電池被視為動力電池未來的終極形態，但研發面臨一系列科學難題，導致業界對全固態電池的質疑之聲不絕於耳。
其中，“全固態電池將如何實現產業化”“何時實現產業化”等問題成為業界討論的焦點。
近日，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高表示，全固態電池是下一代電池技術競爭的關鍵制高點，相較液態電池具備顛覆性的技術潛力。從全行業看，中國既要發展漸近性的半固態技術路線，也要防範激進型全固態技術路線帶來的顛覆性風險。
同時，據歐陽明高預判，全固態電池到2030年將有望實現產業化。
值得注意的是，不管是質疑，還是肯定，固態電池已經成為全球頭部企業下“重注”的賽道，卡位佈局成為很多企業的選擇。進入2024年以來，全球固態電池領域更是動作頻頻，引起業界高度關注。
01
全球固態電池研發“攻勢”
2024年1月2日，日本電池企業麥克賽爾(Maxell)宣佈，其已經成功研發出一種新型圓柱形全固態電池(非動力型)。
1月4日，大眾集團旗下電池子公司 PowerCo宣佈已完成對QuantumScape固態電池的耐久性測試，並表示它未來可以為電動汽車提供動力，而且在車輛行駛50萬公里後，電池續航幾乎沒有衰減。
另據市場訊息，大眾集團還在與法國博洛雷集團(Bollore)旗下子公司Blue Solutions討論，將固態電池應用於汽車的相關事宜。據悉，Blue Solutions已經為戴姆勒的電動巴士生產固態電池。
1月16日，美國全固態電池企業Solid Power宣佈，其與韓國企業SK On達成三項合作協議：研發許可、產線安裝和電解質供應。Solid Power表示，除了授權技術研發，為SK On位於韓國的工廠安裝固態生產線，Solid Power還將成為SK On重要的硫化物固態電解質供應商。
據觀察，當前在固態電池技術路線的選擇上，國外企業以全固態電池為主，國內企業是以固液混合電池、全固態電池路線並行。目前，國內部分車企固態電池應用進展如下：
資料顯示，國內的上汽、蔚來有望在2024年量產搭載半固態電池包的車型，長安、廣汽等也計劃在2025-2026年推出各自的半固態電池車型;而海外的豐田、本田、現代、賓士等車企則佈局全固態電池，多計劃將於2025-2030年量產相關車型。
全球範圍內，除了車企佈局以外，包括寧德時代、億緯鋰能、衛藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰業、蜂巢能源、國軒高科、孚能科技、LG 新能源、SK On等頭部電池企業，都在進行固態電池技術的研發和產業化落地。
國內企業中，億緯鋰能、蜂巢能源等企業在全固態電池研發進度上領先;孚能科技、清陶能源、衛藍新能源、贛鋒鋰業半固態電池產品已實現裝車;多家廠商半固態電池產品具備量產能力。
2023年8月，清陶能源完成與上汽聯合開發的第一代半固態電池裝車試驗，測試車輛最大續航里程達到1083公里，將於今年在上汽智己汽車平臺上實現量產。其計劃在2027年實現第三代全固態電池量產。
孚能科技2023年11月宣佈，搭載其半固態電池的遠航Y6正式下線，後者為大運集團旗下豪華新能源車型。孚能科技表示，其半固態電池已在多款品牌車型落地。
2023年12月，蜂巢能源推出方形半固態電池，即二代果凍電池新品。蜂巢能源還透露，正在就二代果凍電池新品洽談一項百億級的合作。
近日，欣旺達在投資者互動平臺也表示，自2020年開始在固態電池材料、電極和電芯結構，以及介面改性等方面佈局相關專利，目前其已擁有固態電池相關核心專利十餘件。同時，其固態電池產品處於實驗室研發階段，後續將根據客戶需求進行配套量產。
不過，固態電池產業化落地並非易事。業界人士分析指出，“半固態是將電解液含量從1逐漸減少趨於0，但全固態電池完全去除電解液，整個體系就變了，要完全解決固-固(固態電極與固態電解質)介面等各種問題。”
事實上，自2008年就開始研發全固態電池的豐田，就將其全固態電池預計量產時間從原來的2027年推遲到了2030年以後，這也佐證了全固態電池研發難度之大，不容小覷。
02
固態電池需求將顛覆傳統鋰電上游格局
市場方面，據粗略統計，2023年國內半固態電池出貨量達GWh級別。國信證券預計，2024年全球固態電池(含半固態電池)需求量或達2.3GWh，市場空間約19.5億元。到2030年，全球固態電池需求量有望達到220GWh，2024-2030年均複合增速或達114%;市場空間有望達到1162.3億元，2024-2030年均複合增速約98%。
在電池中國看來，固態電池遠期具有高市場需求，而研發固態電池，尤其是全固態電池，並實現產業化，不僅需要產業鏈上下游深度協作，而且將對上下游帶來顛覆性的挑戰和機遇：
一是電解質領域，硫化物、聚合物、氧化物、鹵化物等多技術路線並行，目前佈局硫化物路線的企業較多。各技術路線的研發和驗證過程中，在固-固介面接觸、介面反應機制與穩定性、電導率、製作工藝等方面，都面臨大量技術難點，甚至需要與正極材料等進行聯合研發和驗證。
二是正極領域，目前，硫化物全固態電池用高鎳三元正極材料等關鍵材料成為正極材料企業研發重點，當升科技、容百科技等頭部企業均已佈局。未來，將從高鎳三元，向高電壓高鎳三元、超高鎳三元，再向尖晶石鎳錳酸鋰、層狀富鋰基等新型正極材料升級。
三是負極領域，能量密度更高的矽基負極，是現階段較具潛力的新型負極材料，杉杉科技、貝特瑞、翔豐華等頭部企業均已佈局，部分企業樣品已處於客戶測試階段。而未來，全固態電池負極則可能向金屬鋰方向迭代。
四是隔膜領域，雖然半固態電池仍需要從傳統隔膜向氧化物塗覆隔膜升級，但未來全固態電池時代，固-固介面影響下，隔膜將逐漸消失。
五是裝置領域，隨著固態電池材料和電芯技術、工藝的革新，也將對製造裝置產生翻天覆地的變化，創新塗覆、疊片方式等勢必需要研發新型裝置。
六是下游領域，拓寬固態電池應用場景，將更有利於加快產業化程序。如寧德時代凝聚態電池將率先應用於飛行器等領域。
當前，各國均處於固態電池技術和量產的闖關階段，我國產業鏈企業的優勢在於擁有全球最大的新能源汽車市場以及頭部企業，不過仍需持續提升關鍵材料等產業鏈研發和支援能力，從而打好汽車強國、保持全球領先地位的關鍵一戰。
