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60億專項,押注“下一代電池”
2023年前后,在中國新能源汽車產銷連年位居全球之首時,中國科技部和工信部組織了一次未雨綢繆的密集調研。
那次調研匯集了行業頂尖專家,課題是:是否存在一種顛覆性技術,會在未來沖擊中國的全球電池地位?
據《南方周末》報道,當時調研的結論很明確,那便是全固態電池。
固態電池被視為鋰電發展的“終極形態”。它采用固態電解質,化學性質更穩定,也能拓寬正負極材料的應用邊界,無論是安全性能還是能量密度都能實現質的飛躍。
但從90年代第一顆固態電池誕生到現在,固態電池一直沒能真正走出過實驗室。過去多年來,即便是投入重金的豐田以及其代表的日本產業界,也未能讓固態電池邁過商業化的門檻。
不過,盡管豐田一再跳票,量產固態電池已經成了一個“狼來了”的故事,但近兩年來,豐田、本田、奔馳、Stellantis等全球車企先后申明固態電池的量產節點,還是讓中國產業界看到了明確的共識,以及潛藏在背后的危機。
那次調研形成結論之后,中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高牽頭成立了中國全固態電池產學研協同創新平臺,政府則推出了一項60億元的固態電池專項刺激計劃。
市場信息顯示,去年寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利等六家企業獲得了政府的基礎研發支持。
今年9月,這批固態電池研發的“先遣部隊”也迎來了研發專項的審查評估,而通過審查的項目將獲得后續撥款,第二輪補貼申報窗口也可能啟動。
就此,固態電池從一種尚在實驗室內研發的產物,變成了中國電池產業“既攻又守”的核心陣地。
一方面,政府部門用產業政策文件、公開會議發言以及行業標準制定等一系列方式給予固態電池積極的政策環境,另一方面,產業公司、研究機構等各類主體也加快了固態電池的研發步伐。
頭部公司的動作往往可以被視為行業風向。
去年,行業龍頭寧德時代就一改常態,大幅增加了對固態電池的研發投入,將其研發團隊從過去的不到100人擴充至超1000人的規模,由首席科學家吳凱帶隊,并進行了量產節點規劃。
據《晚點》報道,早在2016年,寧德時代就開始了對全固態電池的研究,但當時團隊的定位還是“幫高層做技術決策”,直到近兩年,寧德時代的固態電池研發團隊才真正意義上開啟了量產研發的工作。
從實驗室走向產業化
因為是行業內幾乎沒有爭議的未來路線,幾乎所有的動力電池公司都儲備了固態電池的研發資源。
除了寧德時代、比亞迪這種頭部公司,二線電池廠商更是將固態電池視為后來居上的發力點之一。
10月23日,在2025新能源電池產業發展大會上,欣旺達動力就發布了一款聚合物全固態電池——欣·碧霄。
這是欣旺達動力的首款全固態電池,能量密度做到了400Wh/kg,并且已經達到“準量產”水準——電芯容量20Ah。欣旺達也計劃今年年底建成0.2GWh的中試線,兼容60Ah的電芯單體制備。
固態電池的研發,通常是從1Ah的樣品試制開始,然后不斷生產放大,在過程中解決各種各樣的問題。20Ah的樣品,意味著電池方案已經初步定型,進入生產技術探索的新階段。
過去兩年來,多家電池廠商都發布了各自的固態電池產品,它們采取了不同的技術路線,在性能參數和量產進度上也各有領先。
比如,如果要論能量密度,中創新航去年8月發布的“無界”最高,可達到430Wh/Kg,但國軒高科的“金石”容量已經達到70Ah。
但對于尚處于研發試制階段的固態電池,如果以同一個標準,即量產應用的節點來看,那么各家的進度可以說都差不多,即便有些單點性能表現的差異,在漫長的規模化生產之路上都可以忽略不計。
欣旺達動力中央研究院院長徐中領對包括億歐汽車在內的媒體表示,目前行業尚處于產品開發設計的突破期,這才僅僅是固態電池商業化落地的第一階段,隨著市場應用的突破以及供應鏈的發展,固態電池才會真正地實現規模量產。
而發布的這款固態電池,要達到車規級標準,一方面需要將單體電芯容量繼續提升至60Ah以上,另一方面也要優化工藝,使之達到可量產的水平。除此之外,還需與車企客戶進行聯合開發并進行多輪驗證,總之需要相當長的路要走。
億歐智庫發布的《2024中國全固態電池產業研究》報告也指出,全固態電池當前處于技術萌芽期,材料和工藝尚處于探索和研究階段,距量產還有一定的距離。
固態電池主要是固態電解質取代液態電解質,固態電解質的穩定特性拉高了電池產品的性能天花板,但同時也帶來研發生產的核心材料問題。
固態電池采用的固態電解質主要有三種技術路線,包括硫化物、氧化物和聚合物,這三種技術路線各有特點。
其中硫化物是相對主流的路線,包括豐田、寧德時代在內的頭部企業都在“死磕”硫化物方案,硫化物電解質中的鋰離子導電率與電解液接近,但其易氧化產生有毒氣體,而氧化物、聚合物的鋰離子導電率都較低,這會直接影響電池的性能。
此次欣旺達動力發布的固態電池,采用的就是聚合物路線。
而為了解決聚合物電解質的天然缺陷,欣旺達采用高解離度的鋰鹽和功能性多元填料,并引入了錨定點位的阻燃的高強聚合物,得到的新型聚合物電解質膜,據稱可以將室溫下的離子導電率提升5倍以上,媲美硫化物電解質膜的水平。
除了電解液變成固態電解質之外,固態電池的正負極材料往往也會因為傳輸介質的變動而更改,以獲得更高的能量密度。比如,負極會由現在主流的石墨演進成硅基負極、鋰金屬負極,后者便是欣旺達等電池廠商規劃的“鋰金屬超級電池”的奧義。
而材料性能只是固態電池所面臨的研發困境之一,即便僅僅在產品研發層面,固態電池也還面臨著固固界面接觸、生產制造等多個環節的挑戰。
目前,行業內比較統一的固態電池交付節點都是2027年,當然還只是小批量的裝車示范。打入奔馳供應鏈的孚能科技可能會搶先一小步,其公開表示,其60Ah的硫化物固態電池將在今年年底小批量交付給戰略客戶。
上車,為時尚早
全固態帶來的挑戰過于龐大,產業界近兩年探索出了一條折中方案——半固態電池。
也就是在固態電解質中想方設法地摻雜一些潤濕劑,以改善固固界面的接觸問題。
同時,因為主要用的還是固態電解質,在負極材料上仍有自由度,比如用上摻硅石墨,還是能提升能量密度等性能表現。
效果立竿見影。目前,半固態電池已經小批量生產,最早的便是蔚來和衛藍新能源合作打造的150度電池,去年初電池包就已經投入市場;后續上汽旗下品牌智己、名爵也先后發布了搭載半固態電池的產品,由清陶能源供應。
半固態電池能量密度的提升,讓這些電池讓電動車的續航可以輕松突破1000公里,并且即便在北方低溫環境下,也不用過多擔心掉電問題。
衛藍、清陶的半固態電池嘗試讓業界看到了希望,不少動力電池公司都在長線布局固態電池的同時,也將半固態電池產品加速推上。
比如欣旺達,其在今年年初和年中就分別發布了能量密度320Wh/kg的半固態產品、能量密度360Wh/kg的軟固態產品。
不過,半固態電池在汽車上的應用也略顯“雞肋”。主要是,相比于現在的液態電池,半固態電池的能量密度提升并不顯著,而成本則高出很多。
以蔚來的150度電池為例,產業界估算,其僅電芯成本就需要30萬元,蔚來總裁秦力洪也曾透露,這塊電池包的價格“相當于一輛ET5”,而其實現的千公里續航,寧德時代的高鎳三元產品麒麟電池也做到相當。
因此,即便邁出了半固態電池量產的第一步,蔚來也并沒有將其大規模投入市場,且只租不售,僅供一些極端場景下的應急使用。而上汽旗下品牌智己的半固態車型,目前也只停留在了PPT中。
據36氪此前報道,當下在電動汽車上使用的半固態產電池,將能量密度做高后,都很難通過電池熱失控實驗,而能通過熱失控實驗的半固態產品,則將犧牲部分其他性能,如能量密度,或是循環壽命等。
總之——不夠好用。
汽車行業競爭激烈,成本的廝殺已經深入到各個層面,對于當前階段的汽車產業,一套“高性價比”的全能型解決方案,會比走在技術前沿的半固態、固態電池方案更為實際。
目前,無論是半固態還是固態電池,更優先被考慮的落地場景不是汽車,而是飛行器、機器人、3C消費品等領域。這些領域對能量密度和安全性要求更高,且相對成本不敏感,能夠快速驗證技術價值。
以飛行器電池為例,徐中領介紹,首先它有極高的能量密度門檻,其次有很高的安全性要求,比如,即便出現了安全問題也不能斷電,必須要平安著陸,再次就是有較高的功率密度要求,無論是起飛、降落還是遇到側風、氣流等極端情況,都需要大功率的放電。
這樣的產品和場景與固態電池高度契合。他認為,在這些適用場景中驗證了技術價值,并培育出相關產業鏈、降低成本后,固態電池才會向乘用車領域滲透。
結語
固態電池是今年新能源領域最火熱的細分賽道。
產業政策的催化、研發技術的突破,甚至是幾起車輛事故引發的對現有電池體系的質疑,都讓這個尚處于量產前夜的產業吸引了極高關注度。
盡管量產還需數年,但資金已經提前布局。
過去半年里,二級市場上固態電池概念已經上演了一番翻倍的激烈行情。據Wind統計,固態電池概念權重達65%的廣發國證新能源車電池ETF近期20個交易日內累計凈流入已超65億元,資金的熱情可見一斑。
一級市場上,在前兩年的相對寂靜之后,今年固態電池初創公司繼續得到了資金的支持,頭部企業衛藍新能源完成了D+輪融資,此外,欣界能源、中固時代、深安鋰能等初創公司還拿到了早期融資。
固態電池的商業化落地,注定是一條長期且艱辛的路途。
短暫的資金狂歡終究無法跨越技術成熟與產業落地的客觀周期,唯有長線的資金支持、寬松的政策環境以及產業鏈上下游的協同發展,才能真正讓固態電池實現大規模應用。
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