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專題

60億補貼推波助瀾全固態電池加快量產倒計時

作者： admin 來源：文/行行時間：2024-08-20

[摘要]有媒體報道稱，中國政府或投入約60億元，鼓勵有條件的企業對全固態電池相關技術開展研發。如果該政策能夠最終落地，這或將成為中國政府首次對全固態電池研發進行大規模的資金支持。在該政策的推波助瀾下，有望加快國內全固態電池的技術研發和量產進程。

作為業界矚目的顛覆性電池產品，全固態電池日前正受到全球各方的關注。由于其潛在的高能量密度、安全性和低成本等多維優勢，全固態電池更被普遍認為是下代新能源動力電池的完美產品，目前包括中國、日本、歐美在內等國均加大投入攻關該顛覆性技術。總體來說國內希望利用固態電池鞏固當前既有優勢，而國外則希望利用固態電池來實現彎道超車。

中國科學院院士歐陽明高近日表示，我們必須要布局全固態電池產業。我們做全固態電池的目標不是去顛覆別人，而是怕別人顛覆我們。當然我們在搞全固態電池的同時也必須要兼顧液態電池，這是我們已經形成的優勢。但只要全固態電池在市場上有1%的市場份額，對我們的沖擊都會很大。所以積極發展固態電池保優勢、防顛覆，這是我們的定位和目標。

單從國內來看，與以往大家的關注點半固態電池不同，今年以來全固態電池領域不時傳出最新的進展。先是智己L6上市憑借超快充固態電池首次量產上車賺足了行業眼球，之后廣汽集團也在自己的科技日上公布在全固態電池領域取得了突破性進展，瞬時之間固態電池的熱度不斷攀升，全固態電池產品即將呼之欲出，就連此前低調的寧王也公布了量產時間。

今年4月，寧德時代首次公布了全固態電池研發和量產進度，計劃在2027年小批量生產全固態電池，但并未披露其批量裝車的時間表。寧德時代首席科學家吳凱表示，如果用技術和制造成熟度作為評價體系（以1至9分打分），目前寧德時代全固態電池研發目前處于4分的水平，到2027年公司期望達到7至8分水平，屆時公司固態電池可進行小批量生產。

各方勢力牽頭量產競速賽開啟

今年5月底有媒體報道稱，中國政府或投入約60億元，鼓勵有條件的企業對全固態電池相關技術開展研發。如果該消息能夠最終落地，這將成為中國政府首次對全固態電池研發進行規模資金支持。有知情人士表示，確有上述對于全固態電池的研發支持項目，牽頭部門包括工信部和財政部，但具體金額并未最終確定，但是此舉肯定會加快固態電池研發進程。

消息顯示，包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府基礎研發支持。而據知情人士獲悉，確有上述對于全固態電池的研發支持項目，牽頭部門包括工信部和財政部，但具體金額并未最終確定。該項政策的出臺，表明國家對全固態電池支持力度變大，加上企業配套資金和外部資本投入，全固態電池的商業化進程有望提速。

而在企業方面，多家動力電池企業也在近期宣布了固態電池最新進展或計劃。今年4月寧德時代對全固態電池的商業化布局突然高調起來。這家全球動力電池龍頭首次公布了全固態電池的研發進展，并計劃在2027年實現小批量量產。有業內人士表示，寧德時代在固態電池研發方面已有超過十年的積累，在全固態電池方面或不落后于任何國內外的電池企業。

值得注意的是，此前寧德時代在全固態電池的態度都比較低調。今年3月寧德時代董事長曾毓群在接受媒體采訪時表示，全固態電池距離商業化還有數年時間。截至目前，這項技術還不夠完善，缺乏耐用性，還存在安全問題。寧德時代首席科學家吳凱也表示，以寧德時代目前的技術水平而言，到2027年實現全固態電池量產很有難度，量產時間或將往后順延。

隨后5月中旬，國軒高科在公司第十三屆科技大會上發布了全固態電池，即金石電池。相關消息透露，金石電池采用微納化固體電解質、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負極，能量密度比主流三元鋰電池提升40%以上，金石電池打造的電池包，擁有80%的質量成組率，單次充電續航可達1000公里。且金石電池已通過200度熱箱測試，安全性遠超國標需求。

欣旺達也表示，自2015年起公司便已開始固態電池的研發和戰略布局，規劃了首代和第二代全固態電池產品，目標能量密度分別為400Wh/kg和500Wh/kg。目前欣旺達首代全固態電池的安時級樣品已能夠實現超過1000周的穩定循環，而第二代全固態電池實驗室樣品已達到500Wh/kg能量密度。按照欣旺達的規劃，預計將于2026年實現全固態電池量產。

相較傳統電池企業，新晉電池企業對于全固態電池的布局表現得更為積極，并且多選擇與新能源汽車廠商結盟，以期搶占市場先機。例如清陶能源和上汽集團的組合，衛藍新能源和蔚來汽車的聯手。5月24日，上汽集團宣布擬在2027年推出全固態電池車型。該電池的供應商正是清陶能源，而上汽集團也是該公司的主要投資者，雙方在固態電池方面合作已久。

雙方已在去年成立了合資公司上汽清陶，作為全固態電池產業化項目主體。今年三季度上汽清陶全固態電池量產線將開工建設，并計劃于2026年量產，首階段電池產品的能量密度將超過400Wh/kg。清陶能源全固態電池采用聚合物加無機物復合電解質，預計能量密度將超過400Wh/kg，體積能量密度超過820Wh/L。預計二代全固態電池能量密度超500Wh/kg。

而與清陶能源并稱固態電池領域兩大獨角獸的衛藍新能源。早在2022年衛藍新能源官宣與蔚來汽車合作，計劃當年底量產混合固液電池。并于2023年6月正式向蔚來交付360Wh/kg鋰電池半固態電芯，組成150kWh半固態電池包，該電池包能量密度為260Wh/kg，行駛距離達1044公里。按照衛藍新能源最新的規劃，是在2027年實現全固態電池小批量上車。

此外在車企方面，今年4月廣汽在科技日發布了全固態電池，它采用了第三代海綿硅負極和高面容量固態正極技術。據了解，該款全固態電池能量密度能達到400Wh/kg以上，較當前量產液態鋰離子電池體積能量密度提升52%以上，質量能量密度提升50%以上，可輕松實現1000公里續航。廣汽希望在2026年完成全固態電池開發，首先搭載于旗下昊鉑車型。

業內人士認為，隨著全球范圍內對減少碳排放的共識加深，以及各國政府對于電動車的政策扶持，電動車的市場需求正在迅速膨脹。而電動車的性能與續航里程又在很大程度上取決于電池技術。而全固態鋰電池高安全、高能量密度、快速充放電能力及長壽命等特性都將極大地促進電動車發展。除電動車外，低空經濟領域同樣成為全固態鋰電池重要應用領域。

市場蛋糕巨大固態電池投資升溫

根據業內專家分析預測，未來全固態鋰電池的市場規模將達到上萬億規模。尤其到2030年前后隨著全固態鋰電池技術的不斷成熟和生產成本的降低，其在電動汽車領域的滲透率將明顯增加，屆時全固態電池市場規模有望迎來爆發式增長。而在更遠的未來，包括便攜式電子設備、低空經濟、儲能系統等領域也將逐漸被全固態電池所滲透，市場規模持續擴大。

因此近兩年來，有關固態電池的投資項目快速升溫。據不完全統計，自2023年以來國內半固態和全固態電池項目累計超過11個，總投資額達到664.3億元。這還不包括中國臺灣企業輝能科技計劃在法國新建的固態電池工廠，該項目投資額預計超過400億元。不過在這些規劃項目中，多以新興企業如清陶能源、衛藍新能源等為主，未見鋰電龍頭企業身影。

上述項目集中于2023年，其中就包括清陶能源投資100億元在成都建設15GWh固態電池產業基地、領新新能源投資106億元在重慶建設20GWh固態電池項目、衛藍新能源投資109億元在湖州建設20GWh固態鋰電池項目、山東金啟航投資116億元在樂陵建設20GWh固態電池生產基地項目、中科固能投資60億元在常州投資建設全固態電解質生產基地項目等。

今年以來，固態電池投資熱度依舊不減，但規模以及項目數量有所縮水。其中包括5月30日深圳欣界能源與金壇市政府簽約總投資約5GWh/30億元的鋰金屬固態電池項目；5月19日中國電力、鄭州英諾貝森能源及湖北方鼎科技與新疆喀什政府簽訂新能源固態電池制造項目；4月18日新疆哈密與河南重聯簽訂年產3GWh固態電池項目戰略合作框架協議等。

雖然在上述投資項目中，關于全固態電池投資的產能規模及具體金額無從知曉。但是作為可能顛覆電池行業格局的突破性技術，包括日本、歐美等都將全固態電池視為下代電池技術競爭的關鍵。中科院院士歐陽明高今年曾提醒稱，目前日本和歐美都在全固態電池方面加大研發力度，意圖改變在液態鋰電池方面落后于中國的局面，國內電池企業需要時刻警醒。

因此發展全固態電池不僅是應對同行業的競爭，還有來自國外同行的競爭壓力。日本在四年前發布的路線圖中明確提到，2030年全固態電池計劃實現1000瓦時/升的能量密度，這是決定電動汽車續航里程的關鍵指標。而在日本固態電池研發企業中，豐田汽車無疑是其中的領頭羊，根據豐田發布的規劃，最早到2027年將向市場投放搭載全固態電池的車型。

去年10月豐田汽車表示，該公司即將能夠以與現有電動汽車電池相同的速度生產下代固態電池產品，這標志著該技術在全球商業化競賽中的重要里程碑。據行業媒體報道，豐田當前研發的固態電池的充電速度將會是特斯拉充電速度的1.5倍，充電10分鐘即可行駛1200公里，已經接近了燃油車加油所需要的時間。而最重要的是，成本和尺寸可做到減半。

除日本外，歐洲對于固態電池的投資也盡顯大手筆。近日Blue Solutions公司宣布，將在法國阿爾薩斯地區建設1座專門生產下代電動汽車電池的固態電池工廠。根據報道，該計劃預計會吸引超過22億歐元（約合人民幣173億元）的投資。根據規劃，新工廠預計年產能或將達到25GWh，主要生產固態電池型號GEN4，能夠為約25萬輛電動汽車提供動力。

而在之前，輝能科技官方宣布，將投資52億歐元（約合人民幣412億元）在法國敦刻爾克市新建固態電池超級工廠。當天法國總統馬克龍與經濟部、內政部等五位部長親自出席發布會并發表演講，足見法國政府對固態電池的重視。該工廠產能規劃48GWh，將于2024年開始建設，預計2026年底開始量產，同時該工廠也將成為目前全球最大固態電池工廠。

業內人士表示，中國雖然是目前全球最大的鋰離子電池制造國，但在全固態電池專利布局方面中國廠商仍與國際企業存在較大差距。其次雖然國內固態電池技術路線多元，但重點以半固態/固液混合為主，在全固態電池方面投入仍顯不足，且資源分散，存在被國外競爭對手超越的風險。國內各方力量顯然已注意到這些，開始重視和加強全固態電池研發進程。

諸多問題待解全固態電池量產難

與傳統液態鋰電池相比，全固態電池由于采用固態電解質材料，能量密度、快充性能、安全性能等大幅提升，也被稱為鋰電終極技術。然而全固態電池概念已誕生30余年，但其規模化量產裝車始終沒有取得實質性突破。就連擁有固態電池專利超過1300余項的豐田汽車也多次跳票，將裝車時間從2020年推遲至2025年，如今更將裝車時間推遲至2027年。

就連行業龍頭豐田都這么難產，全固態電池到底存在哪些難點？研究機構業內分析，對于雄心勃勃攻克全固態電池技術的企業而言，所面臨的首要挑戰是固態電解質的選擇問題。由于全固態電池的電極和電解質均為固體，將嚴重影響鋰離子在兩者間傳輸的效率，會產生所謂的固固界面問題。而固固界面問題存在會降低電池的電化學性能,甚至導致電池失效。

因此對于全固態電池電解質的選擇，在業內還沒有達成共識。從目前來看，氧化物、聚合物與硫化物是目前的主要研發方向，它們有著各自的優缺點，各家電池和整車企業也有著不同的偏好。聚合物電解質成熟度較高，加工性好且成本低，受到歐洲企業青睞，但電導率較差是其最顯著缺點。氧化物電解質電導率較高，受國內企業所重視，但規模化制造困難。

多家日韓企業選擇的是硫化物路線，這種材料電解質電導率高，加工性好，但也存在著遇水會產生有毒氣體，生產制備工藝復雜且成本高等缺點。寧德時代近期也表態稱，更看好硫化物路線的全固態電池。不過根據欣旺達動力提供的數據，硫化物全固態電池成本預計為當前液態鋰電池的數倍，且未來3至5年內有多少降本空間還很不明朗，影響商業化進程。

上汽清陶選擇的是聚合物與無機物復合的固態電解質材料。相比硫化物、氧化物體系，復合電解質材料降低了制造工藝的難度，率先量產可能性更大，其缺點在于快充性能方面不及硫化物技術路線，但與現有液態鋰電池的水平類似。近期還有企業將鋰金屬作為全固態電池的負極材料，并在江蘇常州投建首條鋰金屬固態電池產線，但其規模化量產依然不明確。

其次在全固態電池量產過程中，需要解決的難題還體現在量產工藝和制造設備層面，由于全固態電池的工藝將發生巨大變化，電池前段的生產設備可能需要重新研究和開發。國軒高科固態電池項目總工程師潘瑞軍提到，與液體電池不同，純固態電池的處理工藝也不同，會涉及新設備的開發，以及工藝的摸索。與此同時，生產制造這方面要攻克的難題還很多。

上汽清陶總經理李崢也表示，全固態電池量產的最大風險點在于設備和工藝的穩定性，它直接影響到電池產品合格率和生產效率。傳統液態電池的生產線肯定不可能直接用來制造全固態電池，其工藝和裝備的成熟需要長期的過程，所以我們剛開始設計的全固態電池產能并不會很大，先把全固態電池產線的裝備和工藝的穩定驗證工作做好，這是個重要的難點。

而拋開技術層面的突破，成本也是阻礙固態電池大規模落地的重要原因。深藍汽車科技有限公司高級項目總監周安健表示，技術的突破、產品的實現是我們上車搭載的起點，而成本下降則是規模量產的起點。不過在潘瑞軍看來，全固態電池的成本肯定會下降，因為其關鍵材料并不涉及很多貴金屬，待供應鏈走向成熟以后，規模效應將會帶來成本的有效降低。

盡管全固態電池技術路線和降本空間尚不明確，但上汽清陶、衛藍新能源等新貴們，已率先選擇從半固態電池入手。與全固態電池相比，半固態電池仍保留了部分液態電解質。不過半固態電池也被飽受質疑，由于仍有液態電解液成分，半固態電池不僅未能完全解決電池安全問題，也沒有根本性地提高能量密度。這或許也是主流電池企業不愿參與其間的原因。

盡管當前全球對全固態電池寄予厚望，但全固態電池何時能夠實現規模上車，依然存在太多的不確定性。有觀點認為，在全產業的努力下，預計到2027年全固態電池有望實現小批量示范裝車。欣旺達副總裁梁銳表示，全固態電池經過這么多年的發展，產業化落地的條件已經越來越成熟，我們覺得用未來的3至5年時間去實現量產突破，是非常有可能性的。

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