固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途

证券(quàn)时报记者安宇(yǔ)飞

在锂电池的进(jìn)化之路上，全固态电池是终极目标。而近期多家电池企业(yè)纷纷(fēn)发(fā)布全固态电池产(chǎn)品，为全(quán)固态电池产业化按下了“加速键”：8月28日，鹏(péng)辉能源(yuán)发布了第一代(dài)全固态电池；同一天，中创新航发布了名为“无界”的全固态电池，计划在2027年实现小(xiǎo)批量装车验证；宁德时代表示，公司全固态电池2027年有望实现(xiàn)小批量(liàng)生产……

中信证券研报测(cè)算称，2030年全球固态电池出货需(xū)求将达643GWh，2024年~2030年复合(hé)年均增长率达133%，合计市场空间达(dá)1.2万亿(yì)元。固态电池的产(chǎn)业化大(dà)幕已经缓缓拉(lā)开。

全国固态电池的发展情况(kuàng)究(jiū)竟如何？从液态到半固态、再到全固(gù)态电池的征途上有哪些“险关要(yào)隘”难以攻克？证券时(shí)报(bào)记者探访多家固态电池产业链厂商寻(xún)求(qiú)答案。

固态电(diàn)池

产业化“大幕揭开”

一瓶不起眼的白色粉末，蕴藏着(zhe)锂电(diàn)池从液态走向固态的“庞大(dà)能量”，这是广汽埃安向(xiàng)证券时报记者展示的全(quán)固态电(diàn)解质。走进位于广州市番禺区的广汽(qì)埃安大(dà)堂展厅，记者看(kàn)到了用玻璃(lí)瓶(píng)装(zhuāng)起来的粉末状高环境适应性复合固态电解质，以及用(yòng)其(qí)生产的锂金属全固态电池、无锂(lǐ)负极全固态电池。

据广汽埃(āi)安工作人员介绍(shào)，采用固态电解质生产(chǎn)的全固态电池“开发难度堪比攀登珠穆朗玛峰”，它可以实现高安全性能和400Wh/kg的超高能量密(mì)度，让汽车续航(háng)里(lǐ)程突破1000公里。广(guǎng)汽埃安计划(huà)在2026年完成(chéng)全固态电池开发，并首(shǒu)先搭载于昊铂车型。

据起(qǐ)点研究院统计，中国固态电池产业链企业主要集中在珠(zhū)三角和长(zhǎng)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，记者来到位于江苏无锡的先导智能工厂。一台台精密又庞大的锂(lǐ)电设备在这里被制造出来，先导智能已经完成全(quán)固态电极制备、全固态电解质膜(mó)制备设备到全固态电(diàn)池(chí)整线(xiàn)解(jiě)决方案的技术攻(gōng)关。

先导智能董事长王燕清向证(zhèng)券时报记者表示：“全固态电池从技术成熟度来看(kàn)已(yǐ)经接近‘商用阶段’，只是由于尚未实(shí)现规模化(huà)量产，成本效益相对较低，目前(qián)仍处于市场探(tàn)索与验证阶段。如今高(gāo)端玩家已经结束(shù)观望，正积极投身于全固态电池的市场开(kāi)发和建设中，行业有望(wàng)迎来快速发展机遇期。”

目前，半固态、准固(gù)态(tài)和全固态电池，被统称为固态(tài)电池。近期，鹏辉能源(yuán)和中创新航纷纷发布全固(gù)态电池产(chǎn)品，而半固态(tài)电池商业化(huà)进程更快(kuài)，岚图追光、智(zhì)己L6等车型已经实现半(bàn)固态电池的搭(dā)载，固态电池产(chǎn)业化大幕已经(jīng)拉(lā)开。

据起点研(yán)究院发布的《2024固态电池发展白皮书》，截至2024年8月底，中国固态(tài)电池产业(yè)链企(qǐ)业（不包(bāo)括设(shè)备企业）已超过250家，其中，电芯企(qǐ)业100家，固态电解固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途质企业达50家。目前各家企业(yè)公布的（半(bàn)）固态电池产能及规划已经超过400GWh，未来几年固态电池发(fā)展将加速落(luò)地。

电池产业链

将“翻天覆地”

现阶段，锂电池四大关键材料分别为正极材料(liào)、负极材(cái)料(liào)、隔膜和电解液(yè)，每(měi)个材料环节都涉及大(dà)量产业链企业。

而全固态电池(chí)之所以比液(yè)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(jiān)容更为高比容的正(zhèng)负极材料。这意(yì)味着，液态电池(chí)走向固(gù)态电池的进(jìn)程中(zhōng)，电池(chí)产业链将(jiāng)产生“翻天覆地”的变化(huà)，隔(gé)膜和电解液企业首(shǒu)当其冲。

“在制造方面，如果全固态(tài)电池采用湿法工艺，目前液态锂电池的一般设备都不能用。如(rú)果采用干法工艺，目前(qián)液态锂(lǐ)电池三(sān)分之(zhī)二(èr)的设备都不能用。因此要重新设计(jì)匹配全固态电(diàn)池生产的(de)工艺(yì)及(jí)设备，比如干法电极(jí)制备技术等。”起点研究(jiū)院研究主管吴雨龙表示。

中(zhōng)南大学(xué)张永柱(zhù)教授表示，做半固态和全固态就要对目前的(de)产线进行修改、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(jīng)投资了几万亿元，企业(yè)们是一定(dìng)要把传统的液态电池投资先收回来，然后再搞半(bàn)固态和(hé)全固(gù)态。未来3年~5年，设备厂、软件厂(chǎng)、芯片(piàn)厂需要(yào)腾出时(shí)间来做半固态和全固态的产业化，来降低成本。

量产路上

仍存“险关要隘”

起点研究院预计，全球固态电池未来两(liǎng)年(nián)将加速发(fā)展，2025年到2030年将是半固态(tài)电池和准固态电池(chí)产品导(dǎo)入期，2030年到2035年将是全固态电(diàn)池产品导入期。尽(jǐn)管多(duō)家车企已(yǐ)经实现了半固态电池的“上车”，但固态电池(chí)产业发展仍存在技术、路线、材料、成本等多重难(nán)关。

从技术(shù)来看，主要是“固固(gù)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(jiē)触从固—液接(jiē)触变(biàn)为固—固(gù)接触，接触面积小，形成了更(gèng)高的界面电阻。这导致了固态电(diàn)池循环寿命差、快充性能差等问(wèn)题。“如何(hé)解决好固态电池中的界面问题，成了固(gù)态电池能否大规(guī)模应用的(de)关键，如何兼顾电导率、减少(shǎo)副反(fǎn)应、降低阻抗仍(réng)是目前(qián)产业在攻克的方(fāng)向。”吴雨龙表示。

从材料来(lái)看(kàn)，固态电池体系采用高性能的正负极材(cái)料，往往涉及高价稀有金属(shǔ)，原材料成本远高于液态电池。“固态电池所需的电极材(cái)料、电解质等多为高科(kē)技新材料，加之产业链尚不完善，部分原材料未实现量产，整体产业(yè)链成本也比较高昂，这也在一(yī)定程(chéng)度上制约了市场的发展。”王(wáng)燕(yàn)清向(xiàng)记者(zhě)表示。

从价格来看，起点研究(jiū)院向记者提供(gōng)的数(shù)据显示(shì)，某(mǒu)固(gù)态电池(chí)企业卖给车企的(de)半固态电池售价超过2元/Wh，某新兴固态电池企(qǐ)业(yè)卖给(gěi)某飞行器企业的准固态电池(chí)售价超7元/Wh。而同期液态车用三元电芯价格是0.5元~0.6元(yuán)/Wh，磷酸(suān)铁锂电芯(xīn)是0.3元~0.45元/Wh。可(kě)以看到，固态电(diàn)池价格(gé)目前是液态电池的数倍。降低(dī)成本将成为固态电池大规模商用前(qián)需要攻克(kè)的重点关隘。

不过，在液(yè)态锂电池的能量密度(dù)已经接(jiē)近安全(quán)极限的情况下，固态电池的发展哪(nǎ)怕(pà)面临重重险关，也必须一一攻克。王燕清认为：“随着生产技术的提(tí)高和规(guī)模化生产的推进，全固态电池的成本(běn)将逐渐下降，最终将具备与半固态电池乃至传统液态电池相抗衡的市场竞争力。”

在锂(lǐ)电池(chí)的进化之路上，全固态电池是(shì)终极目标。

近(jìn)期多家电池企业纷(fēn)纷发布全固态电池产品(pǐn)，为全固态电池产业化摁下了“加速键”：8月28日，鹏辉能源发布了(le)第一代全固态电池；同一天，中创新航发布了名为“无界”的全固态(tài)电(diàn)池，计划在2027年实现小批量装车验证；宁德时代也表示，公(gōng)司全固态电池2027年(nián)有望实现小批量生产……

有电池材料企业提供“弹药”，锂电池设备企业打造“枪炮”，中游的电池企业(yè)正共同奔赴固态电(diàn)池的万亿征途。中(zhōng)信证(zhèng)券研报表(biǎo)示，2024年(nián)以来(lái)，我国固态电池行业出(chū)现半固态量产车型上市、半固态电池装车(chē)渗透率达1%等边际变化，产业化信号(hào)已至。据(jù)测算，2030年全球固态电池出货需求将达643GWh，2024年(nián)—2030年复合年均(jūn)增长率达133%，合计市场空间达1.2万(wàn)亿(yì)元。

固态(tài)电池的产业化大幕已经缓缓拉开，全(quán)国固态电池的发展情(qíng)况究竟如何？从液态到半固态、再到(dào)全(quán)固态电池的征途上(shàng)有哪些“险关要隘”难(nán)以(yǐ)攻克？固态电池真正“量产(chǎn)元(yuán)年”将在何(hé)时到来？记者探访了多家固态电池产业链厂商寻求答案。

固态电池(chí)产业化“大幕揭开”

一瓶不起眼的白色粉末，蕴藏着(zhe)锂电池从液态走向固态的“庞大能量”，这是广汽埃安(ān)向证券时报记(jì)者展示的全固态电解质。走(zǒu)进(jìn)位于广州(zhōu)市番禺区的广汽埃安大堂展厅，记者看(kàn)到(dào)了用玻璃瓶装起来的粉末状(zhuàng)的(de)高环(huán)境适应性复合固态电解质，以及(jí)用其生(shēng)产的(de)锂金属全固态电(diàn)池、无锂负极全固态电池。

广汽埃(āi)安固态(tài)电池和固(gù)态(tài)电解质(zhì)

据广汽埃安工作人员介绍，采(cǎi)用固态电解质生(shēng)产的(de)全固态电池“开发难度堪比攀(pān)登珠穆朗玛峰”，它可以实现高安全性(xìng)能和(hé)400Wh/kg的超高能量密度，比目前(qián)量产的液态锂电池体积能量密(mì)度(dù)提升(shēng)50%以上。广(guǎng)汽埃安也定下了一个目标(biāo)：在2026年完成全固态电池开(kāi)发，并首(shǒu)先(xiān)搭载于昊铂车型。

据(jù)起点研究院统(tǒng)计，中国固态电池产业链企业(yè)主要集中在珠三角(jiǎo)和(hé)长三角。从珠三角到长三角，从中游电池企业上溯到(dào)锂电(diàn)设备厂商，记者又来到位于江(jiāng)苏无锡的先导智能工厂。一(yī)台(tái)台(tái)精密又庞大的(de)设备(bèi)在(zài)这(zhè)里被制造而出，先导智能已经完成从全(quán)固(gù)态电极制(zhì)备、全固(gù)态电解质膜制备(bèi)设备到高压化成分(fēn)容、致密化设备等(děng)全固态电池整线解决方案的技(jì)术攻关(guān)，攻破了全固态电池量产的“设备大关”。

先导智能工厂

先导智能董(dǒng)事长王燕清向证券(quàn)时报记者表示：“全固态电(diàn)池从技术成熟度来看已经接近(jìn)‘商用阶段’，只是由于尚(shàng)未(wèi)实现规模化(huà)量(liàng)产，成本效益(yì)相(xiāng)对较低，目前仍处于市场(chǎng)探索与验证阶段。如今高端玩家已(yǐ)经结束(shù)观望，正积极投身于全固态电池的市(shì)场(chǎng)开(kāi)发和建设(shè)中，行业(yè)有望迎(yíng)来快速发(fā)展机遇期。”

从技术路线来(lái)看，中国锂电池行业从液(yè)态电池走向全固态的征(zhēng)途中，还要经过(guò)半固态、准固态(tài)电池的过渡阶段(duàn)。半固(gù)态、准(zhǔn)固态和全(quán)固态(tài)电池，被统称(chēng)为固态电池。近(jìn)期，鹏辉能源和中(zhōng)创新(xīn)航纷纷(fēn)发布全固态电池(chí)产品，而半固态(tài)电池商业(yè)化进程更快，岚图追光、智己L6等车型均搭载半固态电(diàn)池，vivo X Fold3系列手机也采用了半固态电池，固态(tài)电池已经拉开了产业(yè)化的大幕(mù)。

据起点研究院发(fā)布(bù)的《2024固态电池发展白皮(pí)书》，截至2024年8月底，中国固态电(diàn)池产业链企业(yè)（不包括设备企业）已超过250家，其中电芯企业100家，固态(tài)电解质企业达50家(jiā)。目前(qián)各家企业公布的（半）固态电池产能及规划已(yǐ)经超过400GWh，未来几(jǐ)年固态电池发展将加速落地(dì)。

资本也为固态电池产业的发展“添了一把火”。起点(diǎn)研究院向记者提(tí)供的数据显示，从2021年(nián)1月1日到2024年8月30日，据(jù)不完全统计，国内固态电池产业(yè)链融资案例发生不低于40例，融资(zī)金额超过95亿元，其中卫蓝新能源融资6次，太蓝新能源融(róng)资5次。

电池(chí)产业链将“覆(fù)地翻天”

现阶段，液态(tài)锂电池(chí)的四大关(guān)键材料分别为正极材料、负极(jí)材料、隔膜和电解液(yè)，每(měi)个材(cái)料环(huán)节都涉及大量产业链(liàn)企(qǐ)业。而全固态电池之(zhī)所以比起液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态电(diàn)解质(zhì)取代(dài)了(le)电(diàn)解液和隔膜，可以兼容更为高比容(róng)的正负极材料(liào)。

这意味着，液态电池走向固(gù)态电(diàn)池(chí)的进程中，电池产(chǎn)业链将产生“翻天覆(fù)地”的(de)变化。英诺贝(bèi)森能源科技集团联合创始人、副总裁徐万江认为：“全固态电池技(jì)术(shù)对产业链(liàn)主要环节的影响程度，从大到小依次(cì)为隔膜、电解液(yè)、负极材料、正极材料(liào)。”

起点研究(jiū)院研究主管吴雨龙表示，从正极材料来看，现有液态电池(chí)主要(yào)采用三元、磷(lín)酸铁锂和(hé)钴(gǔ)酸(suān)锂等，全固态电池将采用超高镍三元(yuán)、镍锰(měng)酸锂、富锂锰基等。从负(fù)极材料来看，液态电池主要采用石墨，全固态(tài)电(diàn)池的硅碳系比(bǐ)例会(huì)提高(gāo)，锂金属也(yě)将更(gèng)多应用在(zài)固态电(diàn)池负(fù)极。

除此之(zhī)外，锂电设备方面将迎(yíng)来大规模(mó)“更新换(huàn)代”。“在制造方面，如果全固态电池采用湿法工艺，那么(me)目前(qián)液(yè)态锂电池的一般(bān)设备都不能(néng)用。如果(guǒ)采用(yòng)干法工(gōng)艺，那么(me)目(mù)前液态锂电池三分(fēn)之二的设备都不能用，因此(cǐ)要重(zhòng)新设计匹(pǐ)配全固(gù)态电池生产的工艺及设(shè)备。固态电池拉开产业化大幕群雄并起共赴万亿新征途” 吴雨龙说。

不(bù)过，液态电池产业链企业(yè)仍有较长的“缓(huǎn)冲期”来(lái)应对上述变化。中南大(dà)学(xué)张永柱教授表示，半固态和全固态要对目前的(de)产线进行修(xiū)改、调整，这需要一些时间。在新能(néng)源行业里，液态电池产线已经投资了几万亿，企业们(men)是一定要把(bǎ)传(chuán)统的液态电池投资先收回来(lái)，然后(hòu)再搞(gǎo)半固态和全固态。未来3年—5年，设备厂、软件厂、芯片厂需要腾出时间来做半固态和(hé)固态的产业化，来降低成本。

张(zhāng)永(yǒng)柱认为，未来锂(lǐ)电池产业将是多种技术路线共存的局面，到2030年半固(gù)态电池有望(wàng)占据10%的市场份额，全固(gù)态电池占据5%的市场份(fèn)额，改(gǎi)良的液态电池仍(réng)然是(shì)主流。

量(liàng)产路上仍存“险关要隘”

起点研究院预计，全球固态电池(chí)未来(lái)两年将加速发展，2025年到2030年将是半固态电池和准固态(tài)电池产品导入期，2030年(nián)到2035年将是全(quán)固态(tài)电(diàn)池产品导入期。

尽管多家车企已(yǐ)经实现了半固态电池的“上车”，但固态电池产(chǎn)业发展仍存(cún)在技术、路线、材(cái)料、制(zhì)造、成本等多重难关。

从技术来看，主要是“固固界(jiè)面”的(de)难题待(dài)解。在固态电解质中，电极和电解质之(zhī)间的界面接触从固—液接触变为固—固接(jiē)触，接触面(miàn)积小，形成了更(gèng)高的界面电阻。这导致(zhì)了(le)固态电池循环寿命差、快(kuài)充性能差等问(wèn)题。“如何解决好固态电池中的界面问题，成为了(le)固态电池能(néng)否大(dà)规模应用(yòng)的关(guān)键，如何兼(jiān)顾(gù)电导率、减少副反应、降(jiàng)低阻抗仍是目前产业在攻克(kè)的方向。”吴雨龙表示。

其次，固态电池涉及路(lù)线较多，仅固(gù)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(jù)固态电解质前驱体材料的选材(cái)不同，每种(zhǒng)路线下面又有很(hěn)多分支，哪种路(lù)线综合性能最优、成本(běn)最(zuì)具(jù)有性价(jià)比、最(zuì)有可能实现大规模量产，都需要学界和产业(yè)界共同努(nǔ)力“探路”。

从材料来(lái)看，固态电池体(tǐ)系采用高性能的正(zhèng)负极材料，往往涉及高价稀有金属，原材料成本远(yuǎn)高于液态电池。“固态电池所需的电极材(cái)料、电(diàn)解质(zhì)等材料多为高科技新材(cái)料(liào)，加之(zhī)产业链尚不完(wán)善，部分(fēn)原材料未实现量产，整体产业链成本也比较高昂，这也在一定程度上制(zhì)约了市场的发展。”王燕清向记(jì)者表(biǎo)示。

制造方面，由于固态电池在电解质、制造工艺方面与液态电池存在显(xiǎn)著差(chà)异，因此需要开发全新的生产(chǎn)设备(bèi)和工艺流程。吴雨龙表示，干法电极制备技(jì)术、电解质转印涂布技(jì)术、等静压(yā)成型技术等都有待进(jìn)一步攻克，很多生产环节(jié)设备需要定制生产，这些都进一(yī)步抬高了制造(zào)成本。

从价格来看，起点研究院向记者(zhě)提供的(de)数据显示，某固态(tài)电池企业卖给车企的半固态电池(chí)售价超过2元/Wh，某新兴固态电池企业卖给某飞(fēi)行器企业的(de)准固态电池售价超7元/Wh。而同期液态车用(yòng)三元电芯价格是(shì)0.5元—0.6元/Wh，磷(lín)酸铁锂电芯是0.3元—0.45元/Wh。可以看到，固态电池价(jià)格目前是液态电池(chí)的数倍。降低成本将(jiāng)成为固态(tài)电池大规模商用前(qián)需要攻克的重点(diǎn)关隘。

不过，在液态锂电池的能量密度已经接近安全极(jí)限的情况下，发展固态电池是大势所(suǒ)趋。王燕清认(rèn)为：“随着生产技术(shù)的提高和规模化生产的推(tuī)进，全固态电池(chí)的成本将(jiāng)逐渐下降，最终将(jiāng)具备与半固态(tài)电池乃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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