三问固态电池

蓝狮平台网讯：“固态电池有望成为下一代动力电池的终极解决方案。目前，各国企业进入军备竞赛阶段，加注研发固态电池，一旦能实现商业化将带来产业颠覆性变革。”“在现有的各种探索中，最有可能成为下一代动力电池的就是固态锂电池。”

  如今，业内对于固态电池的呼声越来越高，固态电池商业化的节点真的要来临了？在技术上，固态电池又有何新突破？

1.固态电池好在哪？

  固态电池是一种电池科技。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。

  固态电池被认为是下一代电池的方向之一，究竟有何优势？

  一是安全性高。由于固态电池的电解质固态化，不含易燃易爆、易挥发等成分，可消除电池因漏液引发的电池冒烟、起火等问题，同时还能避免在充放电过程中生成锂枝晶造成的安全隐患，被称为最安全电池体系。

  二是能量密度高。东方财富证券研报称，目前，市场上应用的磷酸铁锂电池单体能量密度约为120-140Wh，三元电池单体能量密度约为130-220Wh，而固态电池可提供的能量密度约为300-400Wh，远远超出传统的电池。

  三是固态电池的适用温度范围更广，循环使用寿命更长。固态电解质的稳定性可以减缓电池中的失活和退化过程，不仅可以延长电池的使用寿命，还能阻止金属锂的电极枝晶生长，减少电极的体积膨胀和损坏，提高电池的循环稳定性。

  基于上述优势，固态电池一直被业内寄予厚望。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示，“现在全球已经有无数人投入到全固态电池技术的创新运动中，随着ChatGPT技术的出现，提高了对新材料的探索效率，使得开发周期缩短，通过全球努力，全固态电池能够取得成功。”

  “我们发现，在全球顶刊上发表的与固态电池技术相关的论文正在指数般地增长，而技术是在商业化的前夜。”欧阳明高说。

  在中国工程院外籍院士孙学良看来，实现规模化量产和应用，窗口在2025-2030年期间，“未来10年，将是固态电池研发的关键机遇期。”

2.发展现状如何？

  华泰证券研报称，预计2030年全球固态电池市场空间将超3000亿元。

  面对如此规模巨大的市场，各国均在积极布局以期抢占先机。中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟称，美国计划到2030年实现固态电池和锂金属电池规模化量产；日本计划到2030年实现全固态电池量产；韩国将在2023-2028年投入3066亿韩元，争取提前实现固态电池、锂硫电池、锂金属电池商业化应用；欧盟已批准向参与电池项目的7个成员国提供32亿欧元援助，以支持电池技术研究和项目创新。

  而我国自2020 年起，首次将固态电池列入行业重点发展对象并提出加快研发和产业化进程，今年则进一步提出加强固态电池标准体系研究。

  在政策的支持下，我国电池企业、整车企业、科研院所等产业链上下游企业，均在进行研发和布局，不断推进固态电池产业化进程。宁德时代在2016年就宣布了硫化物固态电池的研发路径；国轩高科于2017年着手研发固态电池和固态电解质；蜂巢能源于2022年推出了国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯。

  整车企业方面，比亚迪在2016年将固态电池确定为未来的发展方向，并于2021年公开了硫系添加剂全固态电池专利；今年5月31日，上汽集团和清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议，将进一步深化双方长期、共赢的战略合作伙伴关系，率先推动2025年实现固态电池技术“10万辆级”大规模量产落地，依托全球领先的创新技术为消费者打造真正安全节能、高性价比的“爆款电动车”。

  在资本市场，固态电池相关企业也备受青睐。据电池网不完全统计，截至目前，国内已有8家固态电池制造领域相关企业获得32轮融资。其中，在2022年，固态电池领域融资明显加快，8家企业总计进行了12轮的融资。

  “近年来，中国在准固态、半固态电池研究方面处于世界领先地位。在全固态电池领域，中国也逐渐靠近了发达国家，具有非常好的发展机遇。”孙学良说，下一步，要充分发挥优势，加强产学研合作，力争在中国率先实现全固态电池的突破。

3.还存在哪些短板？

  在固态电池市场火热的背后，仍存在诸多短板不容忽视。

  孙学良说，固态电池的优点是安全性和能量密度，但还面临材料问题、界面问题、工程化问题等诸多挑战。“应进一步加强基础研发与创新，重视专利布局。”

  技术之外，成本也是一个必须要考虑的问题。有业内人士表示，全固态电池成本相比混合固液电池会进一步增加，一方面是由于固态电解质用量的增加，另一方面，由于全固态电池工艺与液态电池相比变化较大，新增设备折旧摊销、产品质量控制能力缺乏、工程验证周期长等因素也会加大成本。

  据中邮证券测算，目前固态电池较液态电池成本高出30%以上。预计半固态电池规模化量产后，成本比液态锂电池高10%-20%。

  上汽集团副总工程师、上汽捷能汽车技术有限公司总经理朱军说，全固态电池能量密度再高，主流的电动汽车看重的还是成本。如果半固态、全固态电池能够帮助主流汽车厂商降低成本，那么应该很快就能商用。

  此外，还有专家表示，目前固态电池的命名、尺寸等缺少明确定义和规范，一方面，需要对固态电池的分类、命名等准则进行规范，如明确混合固态电池、全固态电池等固态电池的定义，减少投资和研发的无效浪费。另一方面，应基于现行国家标准，并结合刀片电池、固态电解质特点等行业多年发展经验，制定更精简的动力电池尺寸规格标准，助力行业规模化发展。

【责任编辑:孟瑾】