固态电池：临界点的终极对决

如今固态电池领域愈发火热，在市场的推动下，越来越多的玩家进入，并开启新一轮竞争，期待尽快迎来固态电池商业化，助力新能源汽车发展。

发展风向标

中国科学院院士欧阳明高表示，按时间轴来看，未来电池材料体系的发展趋势主要分为三个阶段：2025年产业化目标是批量生产的电池普遍达到350瓦时/公斤，主要包括常规锂离子电池材料、固液混合材料、钠离子、钾离子等液态电池材料体系。2030年的目标是达到400瓦时/公斤，全方位实现产业化，该阶段将实现液态到固态的过渡，包括液态高电压、厚电极、少电解液;正极高镍如Ni95，负极硅碳;以及准固态电池体系。2030年应该是转向全固态电池发展的一个关键节点，预计国内全固态电池占比不会超过1%。2035年的目标是达到500瓦时/公斤，实现产业化。包括全固态电池、锂硫电池以及高容量富锂锰基材料，而且电压窗口会提高到5伏。但不是实车正常使用的，而是处于实验室阶段或者特殊用途的。

日前，伊维经济研究院副院长吴辉在接受记者采访时表示，未来动力电池的发展方向中有三方面至关重要，在电解液方向上，固态电池是未来重要的发展方向;在正极材料方面，高镍是电池能量密度进一步提升以及降成本的有效方式;在负极材料方面，硅碳负极可提升电池能量密度，将成为未来材料升级的方向。

一位动力电池领域专家在接受记者采访时说道：“以后动力电池的重要发展方向还是固态电池。”

显然，固态电池早已成为动力电池突破的风向标，同时也成为各企业追逐的下一个目标。因为固态电池的优势相比目前其他动力电池来说更胜一筹，它具有更高的安全性，以及高比能。相比目前最热的4680大圆柱电池来说，仍然是动力电池中的佼佼者。

开辟新赛道

在今年年初，赣锋锂业与东风合作，固态电池首次装车东风，东风E70电动车正式完成交付。清陶能源发布完成新一轮融资，主要投资方是上汽、北汽、国寿资本、国开制造业转型升级基金等，其中上汽为第二次参投，北汽则是第三次参投。3月24日，卫蓝新能源发生工商变更，其投资方增加了小米、华为等跨界造车新势力。

近期炙手可热的非4680大圆柱电池莫属，特斯拉带头，众多企业纷纷“下注”，欲抢跑新赛道。大圆柱电池热闹的同时，固态电池也丝毫没有“懈怠”，众车企近期接连发布纯电动汽车事业领域的最新举措，其中不乏固态电池的最新进展，劲头十足。两个目前都处于“神秘期”的动力电池，也在暗暗进行着一场较量。相信很多人都很好奇，两者相比，到底哪个更胜一筹?

清陶(昆山)能源发展有限公司总经理李峥告诉记者：“4680电池与固态电池没法做比较。因为固态电池是材料体系上的创新，4680大圆柱电池是形状上的改变。4680本质上是液态电池，是三元锂电池的一种类型。目前液态电池最高能量密度的是NCM811高镍电池，但是其安全系数不够，容易造成热失控，导致起火等问题。但是对固态电池来说，一切都处在起跑线，一切皆有可能，高镍8系材料如果用到固态电池中将会相对稳定，甚至可以搭载9系高镍材料，而且在形状上也可以进行创新。固态电池是一个新赛道，而不是阶段性的一个产品，其电解质安全性更高，正负极材料选择性更大。

中国科学院物理研究所研究员李泓表示，固态电池有可能在一些方面具有优势：首先是能够充电到更高的电压，正极材料不容易析氧，负极可以含有金属锂，不容易和锂持续发生副反应，也不容易热失控，不容易胀气，高温稳定性好。这些优点使得固态电池的电芯有可能具备本质安全的特性，可以把电芯容量尺寸做大、能量密度提高、模组集成效率提高，允许更高的充放电倍率和高温运行，支持绝热和自加热的热管理。电芯做大以后也方便植入多元传感器，同时具有超长的循环寿命。另外，因为固态电解质没有持续副反应，整个材料体系对杂质不敏感，同时也更方便地支持干法电极工艺，有可能简化后段工艺，也更支持预锂化工艺，从而提高生产效率，显著降低电池的成本。

半固态先行

4月11日，日产正式公布叠层软包全固态电池电芯的试点生产设施，并计划在2028年实现固态电池大规模量产，同年将推出首款搭载独创全固态电池的电动车型。4月12日，本田汽车发布将在2020年代后半期，加快新一代电池的自主研发，并计划投资约430亿日元，为目前正在开发的全固态电池建设示范生产线，建成投产后，计划用于2020年代后半期推出的车型中。此前，蔚来发布150kWh固态电池，可实现360Wh/kg的能量密度，突破1000km续航，预计2022年第四季度开始交付。众车企都紧盯固态电池，距离目标Deadline临近，固态电池发展如何?

李峥向记者介绍了固态电池的进化可能会经历三代，第一代能量密度在360-370Wh/kg，液体的含量是现有液态电池的一半;第二代能量密度可达400-500Wh/kg，液体含量占电池整体仅3%左右;第三代将是全固态电池，能量密度目标达到500Wh/kg以上。固态电池的量产也需要对产业链进行培育，目前可以实现量产的是第一代，也可以叫做半固态电池，基于传统动力电池产业链70%可以延用，30%需要创新，第二代固态电池在产业链设备方面就需要进行70%的创新。同时生产规模化还不够，固态电池的产业化还需要时间。但固态电池的优势显而易见，更高的安全性和能量密度，同时在制程上的减少，可以实现动力电池一致性的提高和制造成本的降低。目前可以实现量产的半固态电池相较普通方形液态电池来讲，成本方面持平，同等体积下电量可提升35%左右。

赣锋锂业市场总监孙一帆在接受记者采访时表示，固态电池的商业化是个漫长的过程，除了整个行业都缺乏一次甚至数次革命性的技术突破外，在全固态电池的材料路线、生产工艺选择上，也面临着很多不确定性。不过也有可以期待的点，如今固态电池领域愈发火热，在市场的推动下，相信随着越来越多的玩家进入，能更早迎来固态电池商业化的一天。目前看来，就车用动力电池而言，半固态从技术与生产的角度已经具备商业化的能力，由于其更加安全的特性，是目前综合性能最适合的产品，相对全固态在成本、倍率、车况下循环寿命方面具备优势，不是一个简单的过渡态，相当长时间内都会有市场应用。

新能源汽车的发展离不开动力电池的创新，更需要电化学体系上的创新，除了高比能，安全是关乎驾乘安全的核心话题。固态电池凭借其优势开辟动力电池产业新赛道，受到市场广泛关注，期待其上车后的精彩表现。