固態電池領域產業化進程加快

摘要

今年以來，伴隨著電池企業的產能規劃落地和車企的裝車應用，固態電池領域產業化進程加快。

8月以來，固態電池領域接連出現大動作。

先是輝能科技宣布，歐盟委員會批準了法國政府向輝能科技提供15億歐元（約合人民幣118億元）的資助，該筆資金將用于輝能科技在法國投建的固態電池工廠。

據悉，該工廠是輝能科技亞洲以外首個固態電池超級工廠，將投資52億歐元（約合人民幣412億元）。

而后，富鑫科技集團江西巨電年產10GWh固態鋰電池及PACK制造生產一期項目開工。該項目總投資100億元，產能10GWh，其中一期將建設年產2GWh單體大容量固體鋰電池及2GWh PACK。

為解決電池安全性問題以及提升電池能量密度，固態電池作為下一代技術路線一直被寄予厚望。今年以來，伴隨著電池企業的產能規劃落地和車企的裝車應用，固態電池領域產業化進程加快。

在產能規劃上，半固態電池產能正不斷提升，根據上半年的產能規劃和開工項目，總產能超過250GWh，量產速度加快；

在商業應用上，半固態電池開啟裝車“加速度”，有望在2023年步入裝車元年。東風、蔚來、賽力斯已宣布將于今年實現半固態電池裝車甚至交付；

在技術路線上，目前國內主流廠商大多按照液態——半固態——準固態——全固態電池的發展路徑布局，逐步提升電池能量密度。

而海外企業則選擇直接跳過半固態領域進軍全固態。大眾、寶馬、豐田、奔馳、日產、越南VinFast等品牌也計劃在2025～2030年間推出搭載全固態電池的動力汽車。

豐田則在7月宣布，已經在電池技術上取得了重大突破，能夠將電池的重量、體積和成本減半，計劃于2027年左右量產。

高工鋰電認為，盡管固態電池賽道火熱，但在總體仍處于發育階段。隨著越來越多的電池企業切入賽道并進行產能布局，以及固態電池商業化節點的推進，固態電池將進入關鍵角力期。

半固態先行

在動力電池領域競爭白熱化和產品差異化的大背景下，固態電池以高安全性、高能量密度等優勢，受到了部分產業界的青睞。中國、日韓和歐美等國家的企業、科研院所都在積極推進固態電池技術的研發。

其中，國內企業方面，深入布局固態電池領域的企業有寧德時代、輝能科技、衛藍新能源、贛鋒鋰業、億緯鋰能、國軒高科、東風、孚能科技、比亞迪等十幾家動力電池企業，且勢頭都很兇猛。

由于全固態電池在技術和成本上的難點，半固態電池憑借其產業鏈基本可以沿用現有液態鋰電池產業鏈的優勢，今年以來產業化進程加快。

一方面，在下游車企的推動下，半固態電池開始裝車交付，業內認為有望在2023年步入“裝車元年”；另一方面，隨著各家電池企業的項目推進，半固態電池產能正不斷提升。僅輝能科技、衛藍新能源、贛鋒鋰業、清陶能源、太藍新能源等5家企業固態電池產能規劃合計已達257.2GWh。

另外，部分車企也通過自研方式，積極向上游半固態點出布局。2023年4月18日，長安深藍首款搭載半固態電池系統的中型SUV深藍S7在上海車展中亮相。

北汽藍谷表示，公司多年來一直堅持技術創新，通過前期對于第一代、第二代半固態電池應用研究，積累了相關固態電池開發經驗。

半固態電池應用加快將大幅帶動高鎳三元、硅基負極、碳納米管導電劑等產品用量。根據此前公告，當升科技與清陶能源，容百科技與北京衛藍各自簽訂超3萬噸正極材料采購協議。容百科技、當升科技為我國主要高鎳三元材料生產廠商。

值得注意的是，半固態電池在成本和能量密度等方面一直被業界質疑，目前尚有改進空間。

成本方面，理論上來講，半固態電池的初始設計仍主要沿用液態鋰電池體系，其與現有液鋰電池所應用的原材料、設備相似度高。假設在良率相同下，半固態電池成本與液態鋰電池成本相差較小。

但從固態電池搭載的車型上來看，半固態電池產業應用主要面對C級高端電動車市場，目前與傳統三元電池相比并不具備成本優勢。

由于固態電解質成本高于現有電解液，在能量密度沒有顯著提升的情況下難以攤薄成本。而在能量密度、續航方面，在同等材料體系下，半固態電池可能不如電解液電池。

比如衛藍新能源交付給蔚來的半固態電池單體能量密度360Wh/kg，這已經是當前實際交付中能量密度最高的半固態電池。而液態的鋰電池，現在也已經在逼近300Wh/kg左右的能量密度。

國軒高科去年5月份發布的能量密度達到360Wh/kg三元半固態電池，表示其將實現1000公里續航，但國軒高科的磷酸錳鐵鋰電池，能量密度為240Wh/kg，在不使用三元材料的情況下，也能實現1000公里續航。

可以看出，半固態電池的商業化路徑仍有待探索和建設。行業認為，隨著東風、蔚來、賽力斯等企業示范性裝車的市場反饋，或將助推半固態電池加快迎來商業化轉折點。

全固態有多遠？

盡管全固態電池在安全性、能量密度等方面具備極大優勢，是未來鋰電行業發展的重要方向但就現階段而言，技術和成本依然是橫亙在固態電池商業化道路中的巨大阻礙。

從技術路線角度分析，目前固態電池有著三條主流路線，分別為聚合物、氧化物、硫化物，三種技術路線體系不同，各有優劣。

根據各家披露來看，贛鋒鋰業、衛藍新能源、清陶能源采取氧化物技術路線，寧德時代、比亞迪、恩能新能源則采取硫化物技術路線。

值得注意的是，在技術路線上，現階段成熟的全固態電解質方案尚未落地，未來全固態時代的主流路線仍存在巨大不確定性。

此外，全固態電池尚有技術難點有待突破，比如固態電解質的離子電導率遠低于液態電解質，這使得電池內阻明顯增大、電池循環性變差、倍率性能變差等。

從產業進程來看，目前國內電池企業仍處于產品研發階段，僅有幾家電池企業對外發布過其全固態電池產品或具體規劃。

億緯鋰能曾表示，公司固態電池為基于鹵化物電解質制備的全固態薄膜軟包電池，可實現在彎折條件下正常充放電，也可在高鎳體系實現150℃穩定放電能力；清陶能源則規劃全固態電池將于2027年實現SOP，能量密度超500Wh/kg。

下游車企業方面，東風汽車此前宣布其自研的全固態電池2024年上半年量產裝車，續航可達1000公里。

這似乎意味著全固態電池的“量產元年”加快到來——業界普遍認為，由于在技術上和產業化上的難點，全固態電池要在2030年左右才有望迎來量產裝車。

根據相關數據，2030年全球固態電池市場規模有望形成400億美元的市場規模，CAGR達180%。屆時鋰電池能量密度可達到500 Wh/kg，對應的續航里程約是液態鋰電池的2~3倍，追平燃油車續航力。

但仍有業內人士表示，到2030年液態鋰離子電池在動力電池的市場仍將占據絕對優勢，即使全固態電池成功批量生產，由于產業鏈不夠完善，全固態電池成本問題很難解決，市場滲透率也會非常低。

另外，在全固態領域，我國動力電池企業還面臨著和日韓企業賽跑問題。盡管當前我國動力電池產業雖處于全球領先地位，但在全固態領域的迭代技術上與日韓企業還存在差距。

三星SDI則在2022年3月開始建設全固態電池試驗線，計劃在2027年量產。今年7月，三星SDI開始與多家汽車制造商就2027年量產全固態電池進行談判。

豐田在2014年就在研發出400Wh/kg的固態電池，目前擁有1300余件全固態電池專利數量，計劃于2027年左右量產。對此寧德時代首席科學家吳凱表示“全固態電池，目前還有些核心問題亟待解決?！?/p>

在技術難點仍需突破、產業鏈不完善、成本高昂的重重阻力下，誰能在全固態領域博得頭籌，仍需拭目以待。

審核編輯：劉清