固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途

证券时报记者安宇飞

在锂电池的进化之路上，全固态电池(chí)是终极(jí)目标。而近期多家电池企业纷纷(fēn)发布全固态电池产品，为全固态电池产业化按下了“加速键”：8月28日，鹏辉能源发布了第(dì)一代全固态电池(chí)；同一天，中创(chuàng)新(xīn)航发布了(le)名(míng)为“无界”的全固(gù)态电池，计划(huà)在2027年实现小批(pī)量装车验证；宁德时代表示，公司全固态(tài)电池2027年有望实现小批量生产……

中信证券研报测算称，2030年(nián)全球固态电池出货需(xū)求(qiú)将(jiāng)达(dá)643GWh，2024年~2030年复合年(nián)均增长率达133%，合计市场空间达1.2万亿(yì)元。固态电池的产业化大幕已经缓缓拉开。

全国固态电池的发展情况究竟(jìng)如何？从液态到(dào)半固态、再到全固态(tài)电池的征途上有哪些“险关要(yào)隘(ài)”难(nán)以攻克？证券时报(bào)记者探访(fǎng)多(duō)家固态电池产业链(liàn)厂商寻求(qiú)答案。

固态电(diàn)池

产业(yè)化“大幕揭开”

一瓶(píng)不起眼的白色粉(fěn)末，蕴藏着锂电池从液态走(zǒu)向固态的“庞大能量(liàng)”，这是(shì)广(guǎng)汽埃安(ān)向证券时报记(jì)者展示的全固(gù)态电(diàn)解质。走进(jìn)位于广州市番禺区的广汽埃安大堂展(zhǎn)厅，记(jì)者看到(dào)了用玻璃(lí)瓶装起来的粉末状高环境适应性复合(hé)固态电解质，以及用其生产的锂金(jīn)属全固(gù)态电池、无锂负极全固态电池(chí)。

据广汽埃安工作人员(yuán)介(jiè)绍，采用固(gù)态电解质生产的全固态(tài)电池“开发难度堪比(bǐ)攀(pān)登(dēng)珠(zhū)穆朗玛峰”，它可以实现高安全(quán)性能和400Wh/kg的超高能量密(mì)度，让汽车(chē)续航里(lǐ)程(chéng)突破1000公里。广汽埃安(ān)计划在2026年完成全固态电池(chí)开发，并首先搭载于昊铂车型。

据(jù)起点研究院统计，中国固态电池产业链企业主要(yào)集(jí)中在珠三角和长三角。从珠三角到长三角，从中游电池企业(yè)上溯到锂电设备厂商，记(jì)者来到位(wèi)于江苏(sū)无锡的(de)先导智能工厂。一台台精密又庞(páng)大的锂电设备在这里被制造出来，先导智能已经完成全固态电(diàn)极(jí)制备、全固态电解质膜制备(bèi)设备到全固态电(diàn)池整(zhěng)线解决方案(àn)的技术攻关。

先导智能董事长王燕清向证券时(shí)报(bào)记者表示(shì)：“全固态(tài)电(diàn)池从技术(shù)成熟度来看已经接近‘商用阶段’，只是由于尚未实现规模化量产，成(chéng)本效益相对较(jiào)低，目(mù)前仍(réng)处于市场探(tàn)索与验证阶段。如今高端玩家已经结束观(guān)望，正积极投身于(yú)全固态(tài)电池(chí)的(de)市场开发和建设中(zhōng)，行业有(yǒu)望迎来快速发展(zhǎn)机遇期。”

目前，半固态、准固态和全(quán)固态电池，被统称为固态电池。近期，鹏(péng)辉能(néng)源和中(zhōng)创新航纷(fēn)纷发布全(quán)固态电池产品，而半(bàn)固态电池(chí)商业(yè)化(huà)进程更快，岚图固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途追光、智(zhì)己L6等车型(xíng)已经(jīng)实现半固态电池(chí)的搭载，固态电池(chí)产业化大幕已经拉开。

据起点研究院发布的《2024固态电池(chí)发展白(bái)皮书(shū)》，截至2024年8月底，中国固态电池产业链企业（不包括设备企业）已超过(guò)250家，其中，电(diàn)芯(xīn)企业100家，固态电解质企业达50家。目前各家企业公布(bù)的（半）固态(tài)电池产能及(jí)规划已经超过400GWh，未来(lái)几年固态电(diàn)池发展(zhǎn)将加速落地(dì)。

电池产业链

将“翻天覆地”

现阶(jiē)段，锂电池四大关键材料分(fēn)别为正极材料、负极材料、隔膜和电解液，每个材料环节都涉及大量产业(yè)链企业。

而全固态电池之所(suǒ)以(yǐ)比液(yè)态电池具有更高安全性和更高能量密度，是因为其用不易燃的固(gù)态电解质取代了(le)电解液和隔膜，可以兼容更为高比容的正负极材料。这意味着(zhe)，液态(tài)电(diàn)池走向固(gù)态(tài)电池的进程中，电(diàn)池产业链将产生“翻天覆地”的变(biàn)化(huà)，隔(gé)膜和(hé)电解液企业首当其冲。

“在制造方面，如果全固态电池采用湿法工艺，目前液态锂电池的一(yī)般设备都不能用。如果(guǒ)采用(yòng)干法(fǎ)工(gōng)艺，目前液态锂电池三分(fēn)之二的设备都不能用。因此要重新设计匹配全固态电池生产的工艺及设备，比如干法电极制备(bèi)技术等。”起点研究院研究主管(guǎn)吴雨龙表示。

中南大学(xué)张永柱教授表示，做半固态和全固态就要对目前(qián)的产线进行(xíng)修(xiū)改、调整，这需要一些时间。在新能源行业里，液态电池产线已(yǐ)经投资了几万亿元，企业们是(shì)一定(dìng)要把传统的(de)液态电池投(tóu)资(zī)先收回来(lái)，然后再搞半固态和全固态。未来3年~5年，设备厂、软(ruǎn)件厂、芯片厂需要腾出时间来做半固态和全固态的产业化，来降低成本。

量产(chǎn)路上(shàng)

仍(réng)存“险关要隘”

起点研究院预(yù)计，全球固态电(diàn)池未来(lái)两年将加(jiā)速发展，2025年到2030年将是(shì)半固态电池和准(zhǔn)固态电池(chí)产品导入期，2030年(nián)到2035年将是全固态电池产品(pǐn)导入期。尽(jǐn)管多家车企已(yǐ)经实现了半固态电池的(de)“上(shàng)车”，但固态(tài)电池产业发展仍存在技术、路线、材料、成本等多(duō)重难关。

从技术来看(kàn)，主要是“固固界面”的难题待解(jiě)。在(zài)固态电(diàn)解质(zhì)中，电极和(hé)电解(jiě)质之间(jiān)的界(jiè)面接(jiē)触从固—液接触变为固—固接(jiē)触，接触面积小(xiǎo)，形成了更高的界(jiè)面电阻。这导致了固态电池(chí)循(xún)环寿命差、快充性能差等问题。“如(rú)何解决好固态电池(chí)中的界面问题，成(chéng)了固(gù)态电(diàn)池能否大(dà)规模应用的(de)关键，如何兼顾电导率、减少副反应、降低阻抗仍是(shì)目前产业在(zài)攻克的方向。”吴雨(yǔ)龙(lóng)表示。

从材料来看，固态电池体系采(cǎi)用高性能的正(zhèng)负极材料(liào)，往往涉(shè)及高价稀有金属，原(yuán)材料成本远(yuǎn)高于液态电池。“固态电池所(suǒ)需的(de)电极材(cái)料(liào)、电解质等(děng)多为高(gāo)科技新材(cái)料，加之产业链尚不完善，部分原(yuán)材料未实现量产，整体产业链(liàn)成本也比较高昂，这也在一定程度(dù)上制(zhì)约了市场的发展。”王燕清向(xiàng)记者表示。

从价格来看，起点研究院向(xiàng)记者提供的数据显示，某固态电池(chí)企业卖给车企的半固态电池售价超过2元/Wh，某新兴固态电池企业卖给(gěi)某飞行器企业的准固态电池售价超7元/Wh。而同期液态车用(yòng)三元(yuán)电芯价格是0.5元~0.6元(yuán)/Wh，磷酸铁锂电芯是0.3元~0.45元/Wh。可(kě)以看到，固态电池价格目前是(shì)液(yè)态电池的数倍。降低成本将成为固态电池大规模(mó)商用前(qián)需要攻克(kè)的重点关隘。

不过，在液态锂(lǐ)电池的能量密度已经接近安(ān)全极限(xiàn)的情况下，固态电池的发展哪(nǎ)怕(pà)面临(lín)重重(zhòng)险关，也必须一一攻克。王燕清认为：“随着(zhe)生产技术的提(tí)高和规模化生产的推进，全固(gù)态(tài)电池的(de)成本将逐渐下(xià)降，最终将具备与(yǔ)半固态电池乃(nǎi)至传统液态电(diàn)池相(xiāng)抗衡的市场竞争力。”

在锂电池的进化之路上，全固(gù)态电池是终极(jí)目标。

近期多家电池企业纷纷发布全固态(tài)电池产品，为全(quán)固态电池产业化摁下(xià)了(le)“加速键”：8月28日，鹏辉能源发布了(le)第一(yī)代全固态电池；同一天，中创(chuàng)新航发布了名(míng)为“无界”的全固态电(diàn)池，计(jì)划在2027年实现小批量装(zhuāng)车验证；宁德时(shí)代也表(biǎo)示，公司全固(gù)态电池2027年有望实现小批量生(shēng)产……

有(yǒu)电池材料企业提供“弹药”，锂(lǐ)电(diàn)池设备企业打造“枪炮”，中游的电池(chí)企业正共同奔赴固态(tài)电池的万亿征途(tú)。中信(xìn)证(zhèng)券研报表示，2024年以来，我国固(gù)态电池行业出现半固态量产车型上市、半固态电池装车渗透率达1%等(děng)边际变化，产业(yè)化信号已至。据测算，2030年全球固态(tài)电池出货需求将达643GWh，2024年—2030年复(fù)合年均增长率达(dá)133%，合计市场空间达(dá)1.2万亿元。

固态电池(chí)的产业(yè)化大(dà)幕已(yǐ)经(jīng)缓缓(huǎn)拉开，全国固(gù)态电池的发展情况究竟如何？从液态到(dào)半(bàn)固态、再到全固态电池(chí)的(de)征途上有(yǒu)哪些“险关要隘(ài)”难以攻克？固态(tài)电池真(zhēn)正“量产元年”将在何时到来？记者探(tàn)访了多(duō)家(jiā)固态电池产业(yè)链厂商寻求答案。

固态电池产业化“大幕揭开”

一瓶不起眼的白色(sè)粉末，蕴藏着锂电池从液态走向固态的“庞大能(néng)量”，这是广汽埃安向证券时报(bào)记者展示的全固(gù)态电解质。走进位(wèi)于广州市番禺(yú)区的广汽埃安大堂展(zhǎn)厅(tīng)，记者看到了(le)用玻璃瓶(píng)装起来的粉末状的高环境适应性复合固态电解质，以及用其生产的锂金属全固态电池、无锂负(fù)极全固态电(diàn)池(chí)。

广汽(qì)埃安固态电池和固态电解质

据广汽埃安工(gōng)作(zuò)人员介绍，采用固态电(diàn)解(jiě)质(zhì)生产的全固态电(diàn)池“开发难度堪比攀登珠穆朗玛峰”，它可以(yǐ)实现高安全性能和400Wh/kg的超高能量密度，比(bǐ)目前量产的液态锂电池体积(jī)能量密度提升50%以上。广汽埃安也定下了一个目(mù)标：在2026年(nián)完成全固(gù)态电池(chí)开发，并首先搭载于昊铂车(chē)型。

据起(qǐ)点研究院统计，中国固(gù)态电池产业链企业主要集中在珠三角和长三角。从珠三角到长三角，从中游电池企业上溯到锂电设备厂商，记者又来到位于江苏(sū)无锡的先导智能工厂(chǎng)。一(yī)台台精密又庞大的设备在(zài)这里被制造而出，先导智能已(yǐ)经完成从(cóng)全固态电极制备、全固(gù)态电解质膜制备设备到高压化(huà)成分容、致密化设备(bèi)等全固态电池整(zhěng)线解(jiě)决方案的技术攻关，攻破了全(quán)固态(tài)电(diàn)池量(liàng)产的“设(shè)备(bèi)大关(guān)”。

先导智能工厂

先导智能董事长(zhǎng)王燕清向证券(quàn)时报记者表示：“全固态电(diàn)固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途池(chí)从技术成熟度来看已经接(jiē)近(jìn)‘商用阶(jiē)段’，只是由于(yú)尚(shàng)未实现规模化量产(chǎn)，成本效益(yì)相(xiāng)对较低，目前仍处于市场探索(suǒ)与验(yàn)证阶(jiē)段。如今高端玩家已经结束观望，正积极投身于全固态电池的市场开发和建设中，行业有望迎来快速发展机遇期。”

从技术(shù)路线来看，中国锂电池行业从液态电池走(zǒu)向全固态的征途中(zhōng)，还要经过半固态、准固(gù)态电(diàn)池的过渡(dù)阶(jiē)段。半固态、准固(gù)态和全固态电池，被统称为(wèi)固态电池。近期，鹏辉能(néng)源和中(zhōng)创新航纷纷发布全固态电(diàn)池产品，而半固态电池商业化(huà)进程更快，岚图追光、智己L6等车型均(jūn)搭载半固态电池，vivo X Fold3系列手机也(yě)采用了(le)半固态电池，固态电(diàn)池已经拉(lā)开了产业化的大幕(mù)。

据起点研究院发布的《2024固态电池发展白(bái)皮书》，截至2024年8月底，中国固态电池产(chǎn)业(yè)链企业（不包括(kuò)设备企业）已(yǐ)超过250家，其中(zhōng)电芯企业100家，固态电解质企业达50家。目前各家企业公布的（半）固态电池产(chǎn)能及规划已(yǐ)经超过(guò)400GWh，未来几年(nián)固态电池发展将加速(sù)落地。

资本(běn)也为(wèi)固态电池(chí)产业(yè)的发展“添了一把火”。起点研究院向记(jì)者提(tí)供的(de)数据显示，从2021年1月1日到2024年8月30日(rì)，据不完全(quán)统计，国内固态电池产业链融资案例发生不低于40例，融资(zī)金额超(chāo)过95亿元，其中(zhōng)卫蓝新能(néng)源融资(zī)6次，太蓝新能源融资5次。

电池产业链将“覆地翻天”

现阶段，液(yè)态锂电(diàn)池(chí)的四大关键材料分(fēn)别为正极材料(liào)、负极材料、隔膜和电解液，每个材料环节都涉及大量产业链企(qǐ)业。而全固态电池之所以(yǐ)比起液态电池具有更(gèng)高安全性和更高能量密度，是因为其用不易燃的固态电解质取代了电解液和隔膜，可以兼容更为高比容(róng)的正负极材料。

这意味(wèi)着，液态电池走向固态电池的进程中，电(diàn)池产业链(liàn)将产生“翻天覆地”的变化。英诺贝森能源科技集团(tuán)联合创始人、副总(zǒng)裁徐万江认为(wèi)：“全固态电池技术(shù)对产业链主要环(huán)节的影响程度，从(cóng)大到小依次为隔膜、电解液、负极材料、正极材料。”

起点(diǎn)研究院研究主(zhǔ)管吴雨龙表示，从正极(jí)材料来看，现有液(yè)态电池主要采用三元、磷酸铁锂(lǐ)和(hé)钴酸锂等，全固态电池将采用超高镍三元、镍锰酸锂(lǐ)、富锂锰基(jī)等。从负极(jí)材料来看，液态电池主(zhǔ)要采用石墨，全固态电(diàn)池的硅碳(tàn)系比(bǐ)例会提高，锂金属也将更多应用在固态电(diàn)池负极(jí)。

除此之(zhī)外，锂电设备方面将迎(yíng)来(lái)大规模(mó)“更新换代”。“在制(zhì)造方面(miàn)，如果全固态电池采用湿法工艺，那么(me)目前液态锂电池的一般(bān)设备都不能用。如(rú)果采用干法(fǎ)工艺，那(nà)么目(mù)前液态锂电池三分之二的设备都不能用，因此要重新设计匹(pǐ)配全固(gù)态电池生产的工艺及设备(bèi)。” 吴雨龙说。

不过，液态电池产(chǎn)业链企(qǐ)业仍有较(jiào)长的“缓(huǎn)冲期”来应对上述变化。中南大学张永柱教授表示，半固态和全固态(tài)要(yào)对目前的产(chǎn)线进行修改、调整，这需要一(yī)些时间(jiān)。在新能源行业(yè)里(lǐ)，液(yè)态电(diàn)池产线已经投资了(le)几万亿，企业们是一定要把传(chuán)统的液(yè)态电池投(tóu)资先收回来，然后再搞半固态和(hé)全固态。未来(lái)3年—5年，设备厂、软件厂(chǎng)、芯片厂(chǎng)需(xū)要腾出时间来做半固态(tài)和固态的产业化，来降低成本。

张永柱认为，未(wèi)来锂电池(chí)产业将是多种(zhǒng)技术路线共(gòng)存的局(jú)面，到2030年半固态电池有望(wàng)占据10%的市(shì)场份额，全固态电(diàn)池(chí)占据5%的市场份额，改良的(de)液态电池仍(réng)然(rán)是主流(liú)。

量产路上仍存(cún)“险关要隘”

起点研究院预计，全球固态(tài)电池未来两年(nián)将加速发展，2025年到(dào)2030年将是半固态电池(chí)和准固态电池产品导入期，2030年到2035年将是(shì)全固态电(diàn)池(chí)产品(pǐn)导入期。

尽管多家车企已经实现了半固态电(diàn)池的“上车”，但固态电(diàn)池(chí)产业发展仍存在技术、路线、材料、制造、成本(běn)等多重难关。

从(cóng)技术(shù)来看，主要是“固固界面”的难题待解。在固态电解质中，电(diàn)极和电解质之间的界面接触从固—液接触(chù)变为固—固接(jiē)触，接触面积小，形成了更高的界面电阻。这导致了固态电池循环寿命差、快充性能差等问题(tí)。“如何解决(jué)好固(gù)态电池中的界(jiè)面问题(tí)，成为了固态电池能(néng)否大规模应用的(de)关键，如何兼顾电导率、减少副反应、降低阻抗仍是目前产(chǎn)业在攻克的方向。”吴雨龙表示。

其次，固(gù)态电池涉及(jí)路线较多，仅(jǐn)固态电解(jiě)质就涉及聚合物、氧化物、硫化物三大路线(xiàn)。吴雨龙称，根据固态电解质前驱体材料的选材不同，每(měi)种路(lù)线下面又有(yǒu)很多分(fēn)支，哪种(zhǒng)路线综合性能最(zuì)优、成(chéng)本最具有性价比、最有可能实现大规模量产，都需要学界和产业界共同(tóng)努力“探路”。

从材料来看，固态电池体系采用(yòng)高性能的正(zhèng)负极(jí)材料，往(wǎng)往涉及高价(jià)稀有金属，原材料成(chéng)本远高于(yú)液态电池。“固态电池所需的(de)电极材料、电解质等材料(liào)多为(wèi)高科(kē)技新材料，加之产(chǎn)业链尚不完(wán)善，部分原材(cái)料未实现量产，整体产业链(liàn)成本也比较高昂，这也在一定程(chéng)度上制约了(le)市场的发(fā)展(zhǎn)。”王燕清向记者表示。

制造方面，由于固态电池在电(diàn)解质、制造(zào)工艺方面与液态电池存在显著差异，因此需要开发全新的生产设备和(hé)工艺流程(chéng)。吴雨(yǔ)龙表(biǎo)示，干法电极制备技术、电解质转(zhuǎn)印涂布技术、等静压成型技术等都有待进(jìn)一(yī)步攻克(kè)，很(hěn)多生产环节(jié)设备需要定制生产，这(zhè)些(xiē)都进一步抬高了制造成本。

从(cóng)价格(gé)来看，起点研究院向记(jì)者(zhě)提供的数据显(xiǎn)示，某固态电(diàn)池企业卖给车企的半固态电池售价超(chāo)过2元/Wh，某新兴固态电池企业卖给某飞行器企(qǐ)业的准固态电池(chí)售价超7元/Wh。而(ér)同期液态车用三元电芯价格是0.5元—0.6元/Wh，磷酸铁锂电芯是0.3元—0.45元/Wh。可以看到，固态电池价格目前是液态电池(chí)的数(shù)倍。降(jiàng)低成本将成为固(gù)态(tài)电池大规模商用前(qián)需(xū)要攻克的重点关(guān)隘(ài)。

不过，在液态锂电(diàn)池(chí)的能量(liàng)密度已经接近安全极限的情况下，发展固态电池是大势所趋。王燕清认为：“随着生产技(jì)术的提(tí)高和规模(mó)化生产的推进(jìn)，全固态电池的成本将逐渐下降，最终将具备与(yǔ)半固态电池乃(nǎi)至传统液态电池相抗衡的市场竞争力。”

校对：王锦程

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