固态电池引爆市场，终结燃油车的时候到了？

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摘要：

半固态电池拐点已至，产业化进程加速；全固态电池挑战仍存，未来商业化可期。

撰文 | Penn

编辑 | Tang

→这是《环球零碳》的第1023篇原创

作为未来电池技术发展的重要趋势之一，固态电池具有技术颠覆的潜力，是下一代电池技术竞争的关键制高点。

“固态电池普及之日，就是燃油车退出历史舞台之时。”这句长期流传于市场的预言始终激励着动力电池企业不断在该领域取得突破。今年以来，被誉为“锂电池圣杯”的固态电池，发展速度正在加快。

4月8日晚，上汽集团旗下智己汽车在上海正式发布智己L6智能轿车。智己汽车方面介绍，该车型为全球首次搭载量产“超快充固态电池”的车型，智己L6将引领新能源汽车进入“固态电池时代”。

不过，对于智己 “超快充固态电池” 的提法，业内看法不一。有业内人士直言该电池依然是“半固态”，此前，腾势汽车销售事业部总经理赵长江就曾发微博表示，“这个时候宣传半固态车用电池的就是在玩文字游戏”。

对此，智己汽车联席CEO刘涛转发并回应称，“文字游戏不是智己汽车擅长的，智己要用实际行动来践行”。

4月8日，智己汽车有关人士对上海证券报记者表示，半固态电池和准固态电池目前尚无明确标准，但使用固态电解质肯定可叫作固态电池。不过，仍有网友质疑智己是在玩文字游戏，“半固态就半固态，别打擦边球”。

稍早之前的4月2日，太蓝新能源宣布在“车规级全固态锂电池”研发方面取得重大进展，首发车规级 720Wh/kg体型化全固态电池。

这是继智己汽车宣布智己L6车型将搭载固态电池后，又一关于固态电池方面的重磅消息。与智己汽车不同的是，太蓝新能源直接称之为“全固态电池”，而不是半固态或者固态。

除此之外，广汽埃安旗下品牌昊铂也宣称将在4月12日亮相全固态电池，该电池将采用100%固体电解质。

虽然对于“固态电池”的书面定义仍存争议，但不可否认的是固态电池已经成为了近期市场关注的焦点。4月9日，固态电池概念股全天大涨，板块涨幅超过6%，板块内逾10只个股涨停，此前三祥新材更是走出了7天6板的涨势。

图说：智己汽车正式发布智己L6智能轿车
来源：智己汽车

01--固态电池缘何备受关注？

锂电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大主材组成，起到输送离子、传导电流的作用。与传统锂电池不同，固态电池将液态电解液，部分或全部替换成固态电解质，因此具有技术颠覆的性能潜力，在安全性、能量密度、功率特性、温度适应性和材料选择范围上都具有显著优势。此外，使用固态电解质取代液态电池的隔膜和电解液后，固态电池正负极之间的距离可以缩短到只有几到十几个微米，从而大幅降低电池的厚度，进而缩小电池体积。

图说：固态电池与目前主流液态锂离子电池结构对比
来源：旺财锂电，中国银河证券

1月22日，中国全固态电池创新发展高峰论坛上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高就指出：“固态电池的优势特性可以同时满足，不像液态电池一方面性能好了，另外一方面性能就不好了。比如充电倍率性能提升了，可能循环寿命就降下来了。但固态电池不是这样的，如果充电倍率性能提升，循环寿命反而会有增长趋势。所以全固态电池是动力电池重要的发展方向之一。”

图说：锂电池发展路线
来源：徐小明.第十四届中国汽车蓝皮书论坛主题报告.2022，国信证券经济研究所

从能量密度来看，磷酸铁锂电池的能量密度一般在100Wh/kg~180Wh/kg，三元锂电池的能量密度通常在150Wh/kg~250Wh/kg，而固态电池能量密度有望达到 500Wh/kg 甚至更高。以智己L6 Max光年版搭载的固态电池为例，其单体能量密度达到368Wh/kg，续航可以达到1000公里。

图说：主流厂商锂离子电池与固态电池能量密度对比
来源：起点锂电，深圳市电池行业协会，信达证券研发中心

在安全性方面，固态电解质本身不可燃，同时具有良好的机械性能，能够有效抑制锂枝晶的形成，进一步提升了电池安全性能。真锂研究创始人墨柯接受《每日经济新闻》记者采访时表示：“固态电池最大的优势在于安全性。由于固态电池使用固态电解质，不存在液态电解质容易燃烧和爆炸的风险。安全性的提升，还能带来电池包能量密度的增加，因为可以减少为安全考虑而预留的空间和重量。”

02--半固态电池拐点已至

在全球范围内，固态电池主要以全固态电池为主导，其中硫化物电解质占据重要地位。而我国固态电池技术路线呈现多元化趋势，现阶段以固液混合为主要特点。中国化学与物理电源行业协会业务总监刘彦龙就指出：“目前（市面上）说的固态电池，基本是半固态电池，制造工艺上与现有液态体系没有太大区别。”

“相比于半固态，全固态电池肯定更具优势。但现在全固态在技术上还没有完全被攻克。”伊维经济研究院研究部总经理吴辉此前接受《中国能源报》记者采访时提到，“所以，目前业内普遍将目光聚焦于一种折中产品，也就是还含有一部分电解液的半固态电池。”

图说：光年固态电池
来源：智己汽车

对于智己 “超快充固态电池”， 3月26日晚，刘涛与清陶能源总经理李峥现身直播间进行了讲解。李峥在直播间讲解固态电池时明确，清陶能源的固态电池产业化分为三步，第一代固态电池确实是半固态电池，计划在智己汽车上装车量产；2025年会开发第二代固态电池；最终实现的第三代固态电池，就是全固态电池。

图说：清淘能源第一代固态电池
来源：清陶能源

李峥表示，此次智己L6搭载的第一代固态电池在正极和负极之间增加了电解质层，提高了正负极材料的致密程度并在其内部构建了固态的锂离子传输网络，因此对电池的性能和安全性带来了根本提升。

实际上，智己并非是国内首个将半固态电池装车的新能源车企。2023年12月，蔚来 CEO李斌直播实测搭载150kWh电池包的蔚来 ET7，达成超 1000 公里续航，该电池包采用的便是半固态电池解决方案，电芯能量密度高达 360kWh/kg，电池包密度 260Wh/kg。这款电池由卫蓝新能源提供，并在2023年6月30日开始正式交付。

此外，东风 E70、岚图追风、赛力斯 SERES5 等车型已搭载半固态电池，上汽、广汽、长安等车企也计划将于 2024-2026 年上市搭载半固态电池车型。

图说：国内外部分车企固态电池装车进程或规划
来源：高工锂电，新产业，东莞证券研究所

03--全固态电池商业化仍需时日

虽然固态电池具有高能量密度、高安全性等特点，但在商业化进程中也面临着制造工艺复杂、成本高企等挑战。目前受制于离子电导率低，与固态电池电极材料的界面相容性差、稳定性比较差等因素，全固态电池量产难度依旧很高。

图说：固态电池发展面临的问题
来源：《下一代动力电池技术：固态锂离子电池技术前景几何？》，中信证券研究部

抛开技术层面的突破，成本也是阻碍固态电池大规模落地的重要原因。蔚来汽车总裁秦力洪曾在ET7半固态电池测试时表示，150kWh的固态电池包的成本接近一辆蔚来ET5，即超过29万元，折算下来电池成本本约为 1.7-2.2 元/Wh，远高于同期车用方形三元电芯、铁锂电芯成本。

近期，宁德时代董事长曾毓群也市场关切的固态电池话题进行了回应。3月15日，在公司2023年报业绩解读会上，曾毓群表示，固态电池距离变成商品还很远，技术路线上还有很多亟待克服的困难，如果能够变成商品路线，距离也很远，但也表示“最近加大了很多投入”。

3月28日，曾毓群在接受采访时表示，备受吹捧的电动汽车固态电池距离商业化还需要数年时间，“许多阻碍因素”阻碍了其发展。曾毓群说：“我们完全支持固态电池，但我在这方面已经投资了 10 年。我几乎每个月都会看研发人员在固态方面的工作，所以我知道所有的进展，但不知何故，我们仍然有这些阻碍。”

图说：宁德时代董事长曾毓群
来源：CATL

曾毓群指出，固态电池只有使用新型化学物质（即使用纯锂金属作为阳极电极）才具有巨大优势，并补充说，将其推向市场存在多种困难。首先，锂离子在目前的液态电解质中很容易扩散，但在固态材料中却并非如此。其次，充电和放电过程中锂的膨胀会损坏电池并导致使用寿命缩短。

中国科学院院士欧阳明高此前也指出：“全固态电池目前面临的挑战是巨大的，具有跨学科特性，技术门槛极高，包括材料、界面、工艺、产业链、设备等。”他同时认为，人工智能正在改变材料的研发范式，将大幅度加速全固态电池的研发速度，这为2030年左右实现全固态电池产业化突破增加了确定性。

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参考资料：

[1]http://www.stcn.com/article/detail/1169436.html

[2]http://www.stcn.com/article/detail/1169509.html

[3]https://finance.eastmoney.com/a/202404083035670238.html

[4]https://finance.eastmoney.com/a/202404093037001774.html

[5]https://www.nbd.com.cn/articles/2024-04-08/3317572.html

[6]https://news.10jqka.com.cn/20240409/c656671736.shtml

[7]https://www.xuanyuan-award.com/newsinfo/7006563.html

[8]http://www.stcn.com/article/detail/1169827.html

[9]http://www.xinhuanet.com/auto/20240123/acb3b07ad4f049d789e18a0d74e34b92/c.html

[10]https://www.cpnn.com.cn/news/zngc/202402/t20240228_1679242.html

[11]https://www.ftchinese.com/story/001102582/en?exclusive&archive

[12]20231211-中信证券-新能源汽车行业固态电池专题报告：半固态装车引领，全固态未来可期

[13]20230330-中国银河证券-固态电池深度报告：群雄逐鹿锂电终局技术，发力新材料加速产业化

[14]20231228-国信证券-锂电行业深度系列十三：固态电池，安全与能量密度优势明显，产业化加速发展

[15]20240131-东莞证券-新能源汽车行业固态电池专题报告：下一代锂电池，产业化前景渐明朗

[16]20230315-信达证券-固态电池：下一代高性能锂电池

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