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全固态电池产业链 迎接新一轮技术变革
本报编辑龚梦泽
固态电池被称为电池技术的“圣杯”。其能量密度和循环次数是传统液体锂电池的两倍，预计将完全解决新能源汽车耐久性焦虑和热失控的问题，被视为动力电池的颠覆性创新。
2024年，固态电池技术不断进步。特别是今年下半年以来，各大汽车企业、动力电池和材料供应商频频抛出关于固态电池新进展的消息。近日，广州汽车集团有限公司（以下简称“广汽集团”）表示，已初步开通全固态电池全过程制造技术，预计2026年将配备昊铂车型；重庆太蓝新能源有限公司（以下简称“太蓝新能源”）宣布在无隔膜固态锂电池技术方面取得重大突破；宁德时报新能源科技有限公司（以下简称“宁德时报”）加强了全固态电池的研发
然而，如果固态电池真的想面对公众，仍然有很多关口要突破。
中关村新电池技术创新联盟秘书长余庆教在接受《证券日报》编辑采访时表示：“全固态电池面临的离子电导率问题、固体界面问题（固体电解质与电极材料之间的接触问题）和循环性能问题尚未完全解决。然而，作为未来能源革命的重要支撑技术之一，固态电池在新能源汽车、低空经济、储能等领域具有广阔的市场发展前景。固态电池的商业化应用步伐越来越近。谁先占据工业制高点，谁就能掌握发展主动权。
半固态电池
实现了商业化
随着全球能源结构的转型和新能源汽车市场的快速增长，市场对高性能、高安全电池的需求不断增加。
近年来，国内外龙头企业不断推动固态电池的研发和应用。11月14日，广州亿航智能科技有限公司（以下简称亿航智能）宣布，配备固态电池的飞行汽车（eVTOL）成功连续飞行近50分钟，续航时间增加60%至90%。随后，11月18日，世界上第一条GWh级新型固态电池生产线正式落户安徽芜湖，设计产能1.25GWh。
据国盛证券预测，2025年全球固态电池需求量为17.3GWh，到2030年，全球固态电池需求预计将超过200GWh的市场规模，2025年至2030年复合增长率将达到65.8%。
全固态电池之所以受到企业的高度赞扬，是因为它们的安全性，其次是能量密度，最后是成本。除了与电解质的匹配限制外，正极材料的选择将不再局限于磷酸铁锂和三元锂。材料多样性提供了明确的成本降低逻辑，成本降低可能高达40%。
从能量密度的角度来看，全固态电池应达到500Wh/kg甚至700Wh/kg以上。从目前量产装载的固态电池来看，大部分能量密度约为350Wh/kg，严格来说应属于半固态电池。
“目前，公司批量生产装载半固态电池。”清陶（昆山）能源发展集团有限公司（以下简称“清陶能源”）联合创始人、总经理李郑告诉《证券日报》，在实现全固态电池产业化的过程中，半固态是一个不可避免的发展阶段，可以大大降低液态电解质造成热失控的隐患。
据中国汽车动力电池产业创新联盟统计，2024年上半年半固态电池装载量达到2.2GWh，已初具规模。
多条技术路线
全固态电池量产竞争
今年以来，终端汽车公司“价格战”的压力传递到供应链上游。为了保证供应链的安全、稳定和协同，各方要么继续合作建设，要么加强自主研发。总之，在保证需求、提高质量、降低成本的同时，不断通过差异化寻求增量，加快固态电池量产上车日程。
然而，头部电池公司对固态电池的态度相当克制。作为一家电池巨头，宁德时代还没有发布半固态和全固态电池，只推出了一种凝聚态电池。同样，尽管BYD有限公司（以下简称BYD）早在2016年就开始投资于固态电池的研发，并有传言称固态电池已经完成了安装测试，但BYD还没有公开推出与固态电池相关的产品。
在工业和研发的“一热一冷”背后，值得思考。事实上，固态电池领域正在形成新的竞争局面。目前，中国企业主要研究固态电池的三条技术路线：硫化物、氧化物和复合电解质。其中，宁德时报是硫化物电解质技术路线的主要代表企业。氧化物电解质技术路线的代表企业包括赣峰锂业、上海上汽清陶能源科技有限公司等，以软包装电池为核心的富能科技（赣州）有限公司（以下简称“富能科技”）是聚合物路线的代表企业。
“这些技术路线并不是一个新概念。早在二三十年前，来自世界各地的科学家就进行了大量的探索。”福能科技研究所所长姜伟然告诉《证券日报》编辑，为了匹配现有技术技术和市场接受度背景下市场化的合理性，目前正在进行研究和比较。基于不同的历史条件和市场需求，技术路线将有一个起伏的过程。
李郑说，从材料的角度来看，单种材料各有优缺点。通过复合材料的设计实现“1+1>2”，这是学术研究和工业化过程中非常坚持的一点。从成本的角度来看，根据高镍三元+锂金属负极系统的计算，硫化物固态电解质和锂金属负极价值比例最高，其中硫化物固态电解质价格约4万元/公斤，对成本影响很大，离批量生产还有很长的路要走。后续发展需要结合材料、设备和工艺的突破，不断跟踪。
“从技术成熟度的角度来看，要实现全固态电池的产业化，还有许多科学工程问题需要解决。”李郑解释说，现有的动力锂电池材料系统是一个多孔系统，以使电解质充分饱和。全固态电池完全致密（致密度达到95%至98%以上），相当于从制造“海绵”到制造“石头”，需要从材料到制造过程进行全面创新。
除了技术路线，汽车企业还计划通过固态电池的技术创新“反客户为主”。中国乘用车行业联盟秘书长张秀阳告诉编辑，动力电池占车辆成本的40%以上。对于汽车企业来说，他们有强烈的意愿摆脱或减少对动力电池制造商的依赖，原因也很简单——实现核心自主研发和采购，降低成本，树立汽车企业技术创新的品牌形象。
近年来，汽车企业自主研发的关键核心技术浪潮越来越激烈，主流汽车企业已进入自主研发动力电池的道路。从2024年新车产品来看，吉利汽车集团有限公司（以下简称“吉利汽车”）、广汽集团等新能源汽车企业自主研发的动力电池已陆续上市，广汽集团的衢州极电电动汽车技术有限公司、广州巨湾技术研究有限公司、吉利汽车的衢州极电电动汽车技术有限公司、江苏耀宁新能源有限公司也出现在动力电池装机前15名制造商名单中。
“虽然汽车公司自主研发的动力电池的装机量仍然相对较小，短期内不能对头部电池制造商构成重大威胁，但它们的存在无疑为汽车公司提供了更多样化的选择。”张秀阳认为，这种自主研发力量在快速发展和应用的同时，也悄然改变了动力电池行业的生态模式。
全产业链
受资本关注
事实上，自2021年以来，国内固态电池轨道一直受到市场的关注，投资者和投融资机构继续密切关注政策趋势和市场动态。在此期间，固态电池产业链引起了资本市场的极大关注，相关企业开始了融资竞争，并继续升温。
据《证券日报》编辑不完全统计，截至目前，国内23家固态电池制造企业(包括固态电池、固态电解质、正极材料等)已获得73轮融资。).预计2024年固态电池产业链融资项目数量和金额将超过2023年，再创新高。
具体来说，清陶能源获得10轮融资，北京卫兰新能源科技有限公司获得8轮融资，新界能源科技（江苏）有限公司、太兰新能源、深圳索理德新材料科技有限公司获得7轮融资，排名第一；从融资数量来看，2022年和2023年共完成19笔融资，约为2021年的两倍；2024年前三季度已完成14笔融资，约占2023年的75%；从融资金额来看，清陶能源在公开融资金额的企业中，融资金额最高，至今已超过30亿元。
此外，中国在固态电池技术专利布局方面取得了领先地位。据国家知识产权局统计，近五年来，我国固态电池全球专利申请量年均增长20.8%，增速居世界第一。根据《证券日报》的编辑和检索，截至12月5日，中国新发布的固态电池相关专利已达1007项。
欧阳明高，中国科学院院士，作为一条过渡技术路线，半固态电池在中国的发展是必要和有意义的，但更重要的目标仍然是颠覆性的全固态电池技术的发展。
作为下一代锂电池的最终技术，整个行业及相关企业都在加快固态电池的布局。
欧阳明高强调，2030年左右，全固态电池产业化突破的可能性很大，国内产业需要敲响警钟，重视全固态电池的技术发展，谨防全固态电池带来的颠覆性变化。
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