專題
[摘要]基于高安全性和高能量密度等優勢，半固態電池已經成為電池技術重要發展方向，吸引著諸多車企、電池廠商持續加碼和布局。而在資本的助力和推動下，半固態電池有望步入產業化的快車道。只不過，目前半固態電池性價比不高，仍需要通過規模化降低成本。
伴隨鋰電池下游應用的不斷拓展，層出不窮的新需求對鋰電池的自身提出了越來越高的性能要求，特別體現在能量密度和安全性方面。從現狀看，液態電池的能量密度已經接近理論極限，業內認為發展固態電池將是鋰電池行業技術革新的必由之路。就在三元電池和磷酸鐵鋰電池正為誰是電池主流路線爭得難分難解之際，固態電池產業化也在悄然提速。
只不過由于全固態電池技術和工藝難題仍未完全解決，我國電池企業普遍選擇從液態到半固態再到全固態的漸進式發展路線，希望半固態電池裝車量產能夠為全固態電池產業鏈布局打下基礎，最終實現全固態的終極目標。公開資料顯示，今年以來國內外多家新能源車企已相繼宣布半固態電池的裝車規劃，同時多家電池企業宣布半固態電池已實現裝車。
其中東風、蔚來、賽力斯等宣布將于今年內實現半固態電池裝車，長安深藍、智己、廣汽埃安、高合汽車等車企普遍規劃2025年前裝車半固態電池。電池企業方面，孚能科技近日宣布，公司自主研發的首代半固態電池已順利量產裝車，電池安全性能和單體電芯能量密度得到提升。億緯鋰能也提到，公司半固態電池已完成設計定型，正在裝車驗證中。
值得注意的是，就在車企對半固態電池裝車躍躍欲試之際，發展如火如荼的新型儲能行業也對半固態電池拋來橄欖枝。美好的市場前景，也催生了多家 專注固態電池的企業，以清陶能源、衛藍新能源等為代表的固態電池廠商全身心投入到固態電池研發中，持續更新自已在固態電池領域的最新進展。也使得上述固態電池廠商，成為各路資本青睞的對象。
固態電池成資本集中地
今年5月31日，上汽集團和清陶能源簽署增資擴股協議和戰略合作框架協議，按照協議內容，上汽集團擬通過嘉興創頎創業投資合伙企業（有限合伙）與嘉興頎駿一號股權投資合伙企業（有限合伙）向清陶能源追加投資不超過27億元，深化雙方長期、共贏的戰略合作伙伴關系，率先推動2025年實現固態電池技術“10萬輛級”大規模量產落地。
而據了解，這也是迄今為止國內固態電池企業獲得的最大規模融資，至此上汽集團也成為清陶能源最大的機構投資者。資料顯示，上汽集團已于2020年、2022年先后參與清陶能源兩輪融資。上汽集團通過對清陶能源多輪融資后，雙方將成立合資公司共同開發固態電池技術，依托全球領先的創新技術為消費者打造真正安全節能、高性價比的電動車型。
上汽集團表示，固態電池技術是公司新能源戰略的重要組成，本次追加投資清陶能源有利于深化布局固態電池技術，搶占固態技術制高點，提升公司新能源產品競爭力。而根據上汽集團此前的規劃，2024年上半年旗下智己汽車搭載固態電池的高性能、長續航車型將首先實現規模化量產。2025年上半年飛凡、榮威、名爵等也將推出多款固態電池車型。
相關資料顯示，清陶能源作為國內固態電池領域的領跑企業，不僅建有國內首條固態鋰電池生產線，并且構建了完備的自主知識產權體系。截至目前，公司首代固態電池已今完成裝車試驗，在實現系統級零熱失控前提下，單體能量密度達368wh/kg，測試車輛最大續航里程達1083公里。同時還在核心材料、核心工藝、定制設備等方面實現自主可控。
除清陶能源外，贛鋒鋰業控股子公司贛鋒鋰電也在今年獲得了戰略投資。今年年初，國投招商宣布完成對贛鋒鋰電的投資，支持其加大對固態電池研發投入和產業化步伐，力爭突破動力電池能量密度、安全性等難題，這也是贛鋒鋰電首次引入外部投資。作為贛鋒贛鋒鋰業控股子公司，贛鋒鋰電業務覆蓋消費類電池、儲能/動力電池、固態電池等領域。
據悉在固態電池領域，贛鋒鋰電研發團隊已從事固態電池研發10余年，自2017年在寧波高新區成立固態電池研發子公司浙江鋒鋰新能源以來，不斷推動固態電池技術進步。公司注重技術的產業化應用，固態電池技術在動力、便攜儲能、可穿戴及3C數碼等領域已形成完善商業化路徑，其首代半固態動力電池已在東風E70車型上搭載并成功交付運營。
統計數據顯示，截至目前國內8家固態電池制造領域相關企業已獲得32輪融資。具體來看清陶能源共計獲10輪融資，衛藍新能源和輝能科技均共計獲得7輪融資，太藍新能源獲得3輪融資，恩力動力獲得2輪融資，贛鋒鋰電、中科深藍匯澤、高能時代各獲得1輪融資。其中僅在去年上述8家企業就總計獲得12輪融資，是名副其實的資本集中地。
值得注意的是，除上述固態電池制造領域企業外，固態電池材料相關企業也在不斷加快融資步伐。例如今年4月，固態電池正極材料廠商常州蘇鋰科技有限責任公司宣布完成數千萬元天使輪融資，本輪融資由天華新能、東吳創投、中科創星聯合投資，資金主要用于中試產線建設、原材料采購、以及團隊擴充。與此同時，公司Pre-A輪融資已正式啟動。
今年6月，固態電池核心材料生產商深圳索理德新材料科技有限公司宣布，公司已于近期完成PreA+輪融資，投資方包括陜投資本旗下綠金管理公司和辰峰資本，本輪募集資金主要用于技術研發及擴大硅基產品產能建設。根據官方介紹，索理德是專注于固態電池核心材料的企業，旗下產品包括全系列硅基負極業務、固態電解質業務、富鋰錳基業務等。
業界認為，基于安全和能量密度優勢，固態電池已成為電池技術重要發展方向，吸引諸多新能源車企、主流鋰電池企業、固態電池領域初創公司、上游材料及設備企業、跨界入局企業等紛紛加強固態電池領域技術攻關，加快量產與上車步伐。相信在資本的密集助力及推動下，作為固態電池過渡產品的半固態電池產業化步履將加快，提前步入裝車元年。
固態電池項目頻繁落地
今年全國兩會期間，聚焦固態電池、半固態電池的研發和推廣等問題，贛鋒鋰業董事長李良彬表示，固態電池是能夠解決安全性及低溫性能問題的方案。但全固態電池在技術上仍有較多問題亟待攻克，距離商業化仍有距離。不過半固態電池技術已相對成熟，且具備商業化能力。或許是看到半固態電池的商業化潛力，不少企業開啟了固態電池產業建設。
年初在上海舉行的“投資四川·成都都市圈全球投資推介會”上，清陶能源15GWh動力儲能固態電池產業基地正式簽約落地成都郫都區。據介紹，清陶能源動力儲能固態電池產業基地計劃投資100億元，共分兩期在郫都區建設動力儲能固態電池產業基地，構建新能源儲能產業全國示范生態圈，打造國際新能源技術研發高地，達產后年新增利稅30億元。
根據規劃，項目首期選址郫都區菁蓉鎮，首條產線設計產能1GWh，目前正在調試，預計近期首批半固態電池將在郫都工廠正式下線。值得注意的是，這也是成都首條半固態電池生產線。郫都區相關負責人表示，作為固態電池行業龍頭企業，清陶能源簽約落地，未來將有望發揮鏈主引領帶動作用，為郫都產業發展注入強勁動能，打造西部現代化新城。
除了成都基地，清陶能源還在江蘇昆山新建10GWh固態動力電池項目，該項目產品主要面向新能源汽車領域，此次開工的固態動力電池項目將達到100億瓦時年裝機量。項目預計將于今年5月完成土建施工，并在今年內建成投產。此外為了快速實現在綠電儲能領域的突破，清陶能源還在西南地區部署固態綠電儲能電池生產基地，產能建設領先同行。
今年5月，總投資10億元的中科深藍匯澤固態鋰電池項目在武進國家高新區開工。該項目被列為2023年江蘇省重大項目儲備項目。項目分兩期建設：首期總投資5億元，計劃購買53臺生產設備和公共配套設施，如電極制造、電池組裝、原位聚合和化學成分選擇設備等。預計年產固態鋰電池1GWh。資料顯示，中科深藍專注于固態電池研發制造。
此外固態電池的市場前景還吸引了跨界者的進入。今年4月底，高樂股份公告稱，廣東高樂股份有限公司與義烏經開區管委會本著誠實互信、優勢互補、互惠互利、共同發展的原則，就公司擬投資建設2GWH納米固態電池項目事項，雙方擬定于2023年4月底在義烏簽署《納米固態電池項目投資協議》。預計總投資20億元，規劃電池年產能2GWh。
早些時候，主營水處理業務的上海洗霸披露2023年度非公開發行股票預案，擬募資總額不超7億元，用于固態電池材料生產基地建設、研發基地建設及補充流動資金。其中生產基地建設項目的實施地點位于上海市松江區，建設內容包含藥劑車間、固態電池電解質廠房及水處理設備生產車間等。項目規劃投資總額為4.72億元，建設周期約為24個月。
加上此前宣布進軍固態電池領域的珈瑋股份、金龍羽等企業，可以說固態電池賽道擠滿了跨界玩家。不過在業內人士看來，固態電池技術門檻較高，其商用前景目前來看還是比較遙遠的話題。固態電池屬于技術密集型、資金密集型產業，沒有數十年以上的深耕與積累難有所成，即使是主流電池企業也難言突破。因此是炮制概念還是真轉型，令人生疑。
產業化進程加速
當前整個行業的共識是，提升電池能量密度與安全性已經成為鋰電池行業內目前面臨的最大挑戰，當然其中也暗含重大的發展機遇。盡管固態電池在安全性、能量密度等方面具備無與倫比的優勢，是未來鋰電行業發展的重要方向。但現階段而言，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，嚴重制約其快速實現商業化速度和推廣普及。
因此國內涉及固態電池的企業短期內仍聚焦于更具兼容性、經濟性的半固態路線。其中包括衛藍新能源、贛鋒鋰電、清陶能源、億緯鋰能、孚能科技、國軒高科等。資料顯示早在2020年半固態電池就已實現首次裝車突破，但能量密度在260Wh/kg的水平，相較于傳統的電池路線性能提升有限。但到了今年，半固態電池的能量密度已經實現了質的飛躍。
比如衛藍新能源目前推出的半固態電池，能量密度達到350Wh/kg；國軒高科去年5月發布首款半固態電池產品，單體能量密度達360Wh/kg；清陶能源早在2018年建成國內首條固態電池生產線，其半固態電池單體能量密度可達到368Wh/kg；孚能科技推出的半固態電池產品，能量密度達到330Wh/kg。相較于傳統電池，其能量密度優勢已非常明顯。
值得注意的是，作為全球動力電池巨頭，寧德時代于近期推出凝聚態電池，在業內引起廣泛關注。今年4月，寧德時代首席科學家吳凱在上海車展上首次發布凝聚態電池，單體能量密度高達500Wh/kg，有望率先應用于航空領域。寧德時代董事長曾毓群表示，對比全固態電池我們的凝聚態電池可實現高比能與高安全性兼得，并且可以更快地實現量產。
寧德時代表示，該電池采用高動力仿生凝聚態電解質，不同于普通液態鋰離子電池的電解液呈完全100%的液態，而是呈半固態化的膠質狀態。這使得凝聚態電池既能完成鋰離子在正負極的傳導工作，也因為電解液本身的粘性使得流動性降低，能夠提高動力電池整體的安全性能，避免了傳統液態鋰離子電池熱失控的巨大風險，在安全性能上表現突出。
與此同時，該電池還構建了微米級別自適應網狀結構，調節鏈間相互作用力，力求在增強微觀結構穩定性的同時，提高電池動力學性能，提升鋰離子運輸效率。此外凝聚態電池還聚合了包括超高比能正極、新型負極等創新技術。目前該電池正在進行民用電動載人飛機項目的開發，執行航空級標準測試，后續還將推出車規級版本，可在今年內實現量產。
業內人士認為，如果凝聚態電池可以適應航空級要求，那么也將順利通過車規級應用的各類安全測試，其量產裝車必將對半固態電池的規模應用產生積極的推動作用。而且該凝聚態電池可以擁有軟包、方形等多種形態，對比得知其軟包形態性能最好，可以給車企提供更多且更適合的方案，而寧德時代凝聚態電池也有望承載起向全固態電池過度的重任。
除電池企業外，其他產業鏈企業也紛紛公布自己在固態電池領域的最新進展。如贏合科技宣布公司疊片設備可以應用于半固態電池生產線，公司半固態電池設備已向行業內頭部客戶供貨；英聯股份新能源汽車動力鋰電池復合銅箔、復合鋁箔項目的產品可作為固態電池集流體應用；翔豐華也宣布，其應用于固態電池的新型硅碳負極材料已取得重大進展。
伴隨著半固態電池性能提升，產業鏈布局完善，近日國內外多家新能源車企紛紛宣布半固態電池裝車規劃，今有望成為半固態電池裝車元年。其中東風、蔚來、賽力斯已宣布將今年實現半固態電池裝車，長安深藍、廣汽埃安、高合等車企普遍規劃2025年前裝車半固態電池。寶馬、奔馳、大眾等均計劃于2025年前后推出搭載半固態電池的電動車型等。
除了應用于電動汽車，半固態電池也開始被應用于新興的儲能領域。今年4月，江西贛州高新區擬投資建設單體大容量固態電池1GWh用戶側儲能電站。據悉該儲能電站項目預估算總投資45億元。建成后能夠滿足十萬戶家庭每天的應急用電需求，并且可滿足每天兩萬輛電動車充電需求，徹底解決城市和加油站電動車充電問題以及電負荷不夠的難題。
業內人士認為，基于高安全性和高能量密度等優勢，半固態電池目前已成為電池技術重要發展方向，吸引著諸多車企、電池廠商持續加碼和布局。而在資本的助力和推動下，半固態電池有望步入產業化的快車道。只不過，盡管半固態電池可以實現量產裝車，其生產成本仍比液態電池高出不少，因此性價比不高，未來仍需要通過規模化生產持續降低成本。
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