固態電池打響“上車”衝刺戰

歐美、日韓、中國都在加速研發固態電池，一場圍繞“固態電池技術”的爭奪戰正在上演。

固態電池的消息每一次迎來“更新”都會在行業內掀起波瀾，這一次也不例外。

近期，梅賽德斯-奔馳宣佈，已經開始對旗下純電車型搭載固態電池並且開展路測，在電池尺寸和重量不變的情況下，固態電池可使純電EQS測試車續航里程增加25%，續航里程超過1000公里。

同期，豐田宣佈，固態電池生產計劃已獲得日本政府正式批准，並將於2026年正式啓動固態電池的生產，其規劃是在2030年後實現年產量9GWh的目標。

奔馳路測固態電池、豐田於2026年啓動生產，歐美、日韓等國家是否會率先顛覆現有的電池技術，實現“超車”？中國固態電池何時能量產裝車？

中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高向《中國經營報》記者指出：“相比國外，由於我們的液態鋰離子電池產業優勢大，所以漸進性固液混合電池技術路線佔主導。固液混合是我們的特點，（產業界）對全固態電池的認識還不太一致，投入也不太夠，跟日韓差距比較大。但是從戰略全局看，重點要防範的是全固態電池技術路線帶來的顛覆性風險”。

比亞迪電池CTO孫華軍表示，2027年—2029年是硫化物固態電池的示範期，主要針對中高端電動車， 2030年—2032年硫化物固態電池會進入拓展期，將運用到主流電動汽車。

奔馳率先路測固態電池

固態電池是一種使用固態電解質取代傳統鋰離子電池中電解液的新型電池，由於在本徵安全性和能量密度上表現出較大的潛力，固態電池於近年被視爲可以繼承鋰離子電池主流地位的電池技術。

根據電解質的分類，全固態電解質主要有三大技術路線： 聚合物電解質、氧化物電解質、硫化物電解質。

目前，選擇硫化物作爲電解質的企業較多。寧德時代、比亞迪、寶馬、現代、豐田、日產等企業是硫化物技術路線的代表，大衆、贛鋒鋰業、清陶能源、太藍新能源、富士、SK On等企業是氧化物技術路線的代表。

梅賽德斯-奔馳正在路測的固態電池是與美國公司Factorial合作開發的，今年夏天，該公司將向梅賽德斯-奔馳交付基於FEST平臺的固態電池。

Factorial是一家專注固態電池技術研發的公司，投資方包括梅賽德斯-奔馳、Stellantis和現代汽車。

2024年夏天，Factorial向梅賽德斯-奔馳交付了採用公司專有FEST（Factional電解質系統技術）固態平臺的鋰金屬固態電池電芯，這是該公司首次向全球OEM廠商交付鋰金屬固態電池B樣品。

“電池新產品開發過程通常會經歷‘Pre-A 樣、A 樣、B 樣、C 樣、D 樣、發佈’等幾個階段。”五礦證券分析師張鵬在研報中指出，“寧德時代曾在 2019 年度業績交流會上表示：‘在國際市場，從和客戶聯合開發產品 A、 B、C 樣到量產一般經歷 36—48 個月不等，而客戶一般而言在第二樣品階段時開始定點’。 ”

Factorial公司表示，其基於硫化物的系統有效解決了傳統鋰離子電池中易燃液體電解質的設計問題，且在超過90攝氏度的高溫下仍能保持穩定性。

該公司聲稱，是爲未來的電動汽車提供超過600英里（約965.61公里）的行駛里程，同時減輕40%的重量和縮小33%的電池體積，相比傳統鋰離子電池。

三重大山：成本、技術、製造

儘管固態電池具有潛在優勢，但面臨多項量產難題。

“固態電池產業化仍需解決技術、工藝和成本的問題。”全國政協常委、經濟委員會副主任，工業和信息化部原部長苗圩稱。

當前，全固體電解質材料綜合性能難以平衡且成本高限制了固態電池大規模商業化應用。

現階段，固態電池電解質綜合性能存在難以平衡的難題。國聯證券在一份研究報告中指出，從材料特性來看，無論聚合物、氧化物還是硫化物，其作爲固態電解質的綜合表現不佳，如聚合物電解質易加工、生產難度低，但是離子電導率不高，影響充放電性能， 氧化物和硫化物電解質具有更高的電導率、安全性和機械強度，但是其製造難度更大，成本更高。

除了材料性能 “卡點”，成本也是阻礙固態電池大規模量產的“大山”。由於固態電池部分原材料未實現量產，固態電池的生產成本遠遠高於傳統液態鋰電池。

苗圩舉例：“當前，液態鋰離子電池單體成本大體是每瓦時0.5元左右，而固態電池在沒有大規模量產的前提下，成本相對較高，僅材料成本每瓦時在2元以上。一個100度的電池包僅材料成本就已經超過20萬元，遠高於現有液態電池。”

“成本方面，目前固態電解質價格高昂，其中聚合物、氧化物體系遠期降本相對清晰，硫化物體系由於前驅體硫化鋰工藝尚未成熟，降本節奏將更緩慢。”張鵬稱。

中國科學院院士孫世剛指出：“尋找合適的固體電解質是關鍵，理想狀態下的固體電解質需要具備高離子電導率、良好的化學穩定性及機械強度。”

不過，在孫華軍看來，長期來講成本不是問題。“因爲硫化物固態電池裡面影響成本最大的其實是三元鎳鈷錳。現在的硫化物電解質成本爲什麼高？核心問題是沒有量，在沒有量的情況下談成本其實沒有太大的意義。我們做了一些測算，規模化上來了，固液可以接近於同價，液態的三元電池跟全固態的三元電池理論上是可以做到固液同價的。”

“界面問題也是不容忽視的一環。固態電池中電極與電解質之間的界面接觸不良會導致電池內阻增加，影響電池的整體性能。”孫世剛表示。

張鵬分析：“全固態取消電解液，‘固-固’界面硬接觸將影響電池倍率和循環性能，並帶來加壓制造、幹法混料等工藝難點。 此外，生產工藝複雜，生產設備要求高，導致生產效率低、良率低。

產業端：2027年有望小批量裝車

固態電池何時能量產裝車是車企、電池公司、資本關注的焦點。產業層面對固態電池量產給出的時間表是2027年。

歐陽明高表示：“當前，要聚焦以‘硫化物’電解質爲主體電解質，匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線，以比能量400瓦時/公斤、循環壽命1000次以上爲性能目標，確保2027年實現轎車小批量裝車，2030年實現規模量產。爲了實現這一目標，首先要建立全行業共性基礎材料供應鏈。”

苗圩介紹，從國外來看，日本豐田預計在2027年到2028年固態電池進入實用化階段，2030年以後大規模生產。韓國三星預計在2027年開始量產。從國內的情況來看，上汽、廣汽、奇瑞、比亞迪等車企紛紛宣佈固態電池量產的時間表。

比亞迪、寧德時代是這場固態電池盛宴當中的主角，兩家公司的進展備受資本市場關注。

2013年，比亞迪啓動固態電池的研發，研發重點在技術路線的探索、材料的探索。2016年啓動了整個技術可行性驗證。2023年開始啓動產業化可行性驗證，在整個電芯系統、產線佈局，包括材料各種關鍵技術實施攻堅。

“比亞迪已經開始啓動固態電池產業化的可行性驗證，涵蓋關鍵材料技術攻堅、電芯系統開發以及產線建設。計劃在2027年左右啓動批量示範裝車應用，預計在2030年前後實現大規模量產。”孫華軍透露。

寧德時代在固態電池的研發已有八九年，主攻硫化物的路線，正開展20Ah樣件的試製。預計在2027年小批量生產。

寧德時代董事長曾毓羣曾用數字1—9衡量固態電池技術和製造的成熟度，1是剛開始涉及該領域，9是技術成熟可以投入大規模生產。“公司的目標是到2027年達到7—8的水平，有望實現小批量生產固態電池。”

廣汽埃安也正在進行固態電池研發，目前在電解質材料方面選擇了兩條路線。“一個基於硫化物的多元複合，一個是基於聚合物的多元複合。”廣汽埃安電池研發部部長李進分享，“我們重點圍繞高容量正極和負極，還有高性能的固態電解質材料及成膜技術，還有固固界面改性技術做攻關。”

面對各方角逐固態電池，歐陽明高提醒，不能急於求成，要循序漸進。“電池（技術）不是一天就能被顛覆的，欲速則不達，循序漸進，可能是最快的速度。要面向2030年大規模產業化，不要一上來就提很高的目標。”（中國經營網記者 陳茂利）

來源：中國經營網