中國小康網 獨家專稿

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文｜《小康》·中國小康網記者 蘇楓

挑戰目前，全固態電池尚存在諸多技術難題有待解決，短期內實現產業化及商業化仍面臨較大的挑戰。圖源/hellorf

3月1日上午，小米手機發布了一條動態，宣布小米預研固態電池技術，目前在實驗室中已經取得階段性成果，未來可帶來固態電池技術的三大提升，即能量密度突破 1000Wh/L、低溫下放電性能提升20%、針刺實驗通過率大幅提升。

據了解，小米的固態電池預研團隊正在進行更深入的研究和開發工作，以將這種技術應用到未來的產品中。

這條新聞對業界而言意味著什么？什么是固態電池？

產業發展提速

固態電池是相對于傳統液態電池而言的，它具有更高的能量密度、更高的安全性和更長的使用壽命等優勢。這一技術的應用可以為手機、電動汽車、無人機等產品帶來更好的性能。

固態電池與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，它是一種使用固態電極和固態電解質的電池，固態電解質的密度和結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。

與目前的鋰電池相比，固態電池優勢相當明顯：首先是它的充電速度可提高幾倍以上，而且不受溫度限制；其次是能量密度翻倍，續航里程達到1000km以上；更重要的是，由于固態電解質具有不可燃性、無腐蝕性、無揮發的特性，化學性質更穩定，穿刺后也不用擔心安全問題。

除了可以應用到手機，這種電池在汽車行業也備受矚目。大眾、豐田等傳統車企和蔚來、合創等新勢力品牌都對固態電池做出了研究開發規劃，不過截至目前，固態電池在全球范圍都沒有落實到量產階段。國內更多企業是采用半固態電池作為過渡方案。

半固態電池實際上與當前的液態鋰離子電池關系更近，它仍需要電解液和隔膜，產品形態上并沒有本質上的創新，屬于改良型的方案。

清陶能源聯合創始人李崢認為：“從產線和工藝的角度來說，這種半固態跟傳統鋰離子電池相比，有30%的創新。但它實際上并沒有解決固態和固態之間相接觸的界面不夠完美的問題?！?/p>

中研普華研究院《2021—2026年中國固態電池行業發展分析及投資戰略研究報告》顯示：“在1000km續航里程的競賽中，蔚來、廣汽埃安、高合等車企也在積極與固態電池生產商合作，共同推進半固態電池的上車進程。業內普遍認為，作為過渡技術的半固態電池商用化即將來臨。半固態電池依賴于液態電解質來進行鋰離子交換，但半固態電解質中的電解液含量已經大幅減少?！?/p>

在近期的廣州車展上，包括東風汽車(600006)、長安深藍等多家車企都宣布了加速布局固態電池。其中東風汽車表示正在研發第二代固態電池，預計2023年上半年量產搭載，整車續航可達1000km以上。

車企對固態電池和半固態電池裝車躍躍欲試，刺激上游動力電池廠商研發不斷提速。

國軒高科透露，公司的高安全半固態電池單體能量密度達360Wh/kg，配套車型的電池包電量達160kWh，續航里程超過1000km。

此外，還有多家上市公司近日在投資者互動平臺披露半固態電池最新進展。傳藝科技(002866)表示，公司的半固態、固態電池尚處于研發階段。恩捷股份(002812)表示，公司已與北京衛藍新能源、溧陽天目先導成立合資公司江蘇三合，共同合作研發并生產固態電解質涂層隔膜，布局半固態電池領域，目前項目正在順利推進中。

資本市場更是對固態電池表示看好，贛鋒鋰業(002460)、天齊鋰業(002466)等多家上市公司股價應聲上漲。

在融資方面，資本競相入局，搶灘固態電池領域。2022年以來，多家固態電池企業在一級市場獲得投資，包括恩力動力、衛藍新能源、太藍新能源、高能時代等。投資方除了創投機構、政府投資機構，也不乏車企、電池企業等產業投資者。定位于全固態電池技術的高能時代于今年3月宣布完成超5000萬人民幣天使輪融資，投資方包括電池企業。

作為動力電池的終極目標，半固態與固態電池企業持續獲得資本賦能與資源傾斜，疊加車企、電池企業入局，固態電池產業化進程穩步推進。

據了解，在頭部動力電池企業中，寧德時代(300750)、中創新航、孚能科技等都已公開表明在固態電池技術方面有所布局。

北京特億陽光新能源科技有限公司總裁祁海珅表示，目前固態電池處于產業化前期，不同技術路線有不同的企業在跟進，核心問題是材料性能的改善。

江西新能源科技職業學院新能源汽車技術研究院院長張翔認為，目前多家企業半固態電池剛走出實驗室階段，有的企業步入中試階段，量產還需經歷緩慢的爬坡過程。另外，企業的產品良率以及供應鏈建設將面臨考驗。

在國內，半固態電池的積極參與者還有蔚來汽車、孚能科技等。

蔚來聯合創始人秦力洪近日表示，搭載150kWh半固態電池的車型將于今年上半年推出，車型很可能是蔚來ET7，電池來自衛藍新能源。

孚能科技近日表示，目前公司已有半固態電池產品實現了量產裝車。此前消息顯示，孚能科技的半固態電池中試樣品能量密度達到330Wh/kg，并且已布局400Wh/kg產品。

國際與未來

全球范圍內，各車企和電池企業都在積極布局固態電池技術。固態電池的技術發展采用逐步顛覆策略，從發展路線來看，液態電解質含量逐步下降，從傳統液態電池到最終全固態電池的發展可以分為五大階段：（1）傳統液態電池；（2）凝膠態電池；（3）半固態電池；（4）準固態電池；（5）全固態電池。

反觀國外，車企和相關電池企業似乎跳過了半固態階段，集中火力進攻全固態堡壘。

不久前，德國寶馬集團宣布，寶馬將打造全固態電池中試生產線，2025年推出首輛原型車。

近日，日本汽車制造商日產（Nissan）宣布，正在全力推出一款裝載全固態電池的電動車。日產負責歐洲研發的高級副總裁大衛·莫斯（David Moss）稱，日產研發的全固態電池和現在的液體電解液鋰離子電池相比，成本會降低50%，能量密度提高1倍，并且可提供比現在電池快3倍的充電速度。

據悉，日產正在和英國牛津大學合作開發這項技術，已經從紐扣電池開發到10cm的方形電池。日產計劃在2025年建立并運行全固態電池試點生產廠，到2026年完成初始技術的工程設計，然后在2028年首次應用在汽車上，逐步實現量產。

豐田、松下、京都大學、日本理化學研究院等38家汽車、電池、材料企業和科研機構聯合，計劃到 2030 年前后將固態電池組每千瓦時的成本降至鋰電池的 30％。

除此之外，韓國三星 SDI 和 SK電池企業也在聯合研發固態電池。

總之，全固態電池尚存在諸多技術難題有待解決，短期內實現產業化及商業化仍面臨較大的挑戰。目前行業尚處于半固態向全固態發展的階段，半固態電池基本滿足當前商業化應用需求，有望率先實現量產，根據技術發展和市場需求逐步調整向全固態迭代。業內預計全固態鋰電池將在2020—2025年期間實現小批量生產，大規模商業化則需等到2030年左右。

固態電解質是固態電池的核心，電解質材料對電池的各項性能參數有著決定性影響，如功率密度、循環穩定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。目前比較成熟的固態電解質分為三類：聚合物、氧化物、硫化物。從技術路線上看，三種技術路線皆有企業布局，其中歐美企業偏好聚合物與氧化物體系，而日韓企業則更多致力于研發硫化物體系。

固態電池正在確認自己的輝煌未來。

（《小康》·中國小康網 獨家專稿）

本文刊登于《小康》2023年4月上旬刊

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