近年來，隨著新能源汽車市場的蓬勃發(fā)展，固態(tài)電池作為下一代動力電池技術(shù)的核心，正逐步從研發(fā)階段走向量產(chǎn)。

從技術(shù)角度上看，固態(tài)電池區(qū)別于傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池和三元電池，在化學(xué)材料體系和物理結(jié)構(gòu)體系上帶來全新的變化，其最大的特點(diǎn)就是用固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，從而根本上解決了因電解液泄露、揮發(fā)而引發(fā)的安全隱患。

固態(tài)電池的研發(fā)由來已早，不過市場的熱潮還是在近年才發(fā)生。

究其緣由，也是隨著各大電池廠商、車企固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間表公布，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化得以明確，固態(tài)電池技術(shù)路線從空想到現(xiàn)實(shí)的橋梁也已經(jīng)搭建起來。

寧德時(shí)代

在今年4月，寧德時(shí)代首次公布全固態(tài)電池研發(fā)和量產(chǎn)時(shí)間表，其首席科學(xué)家吳凱表示，如果用技術(shù)和制造成熟度作為評價(jià)體系(以1-9打分)，寧德時(shí)代的全固態(tài)電池研發(fā)目前處于4分的水平，寧德時(shí)代的目標(biāo)是到2027年達(dá)到7-8分的水平，意味著屆時(shí)可以小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池。

吳凱稱，硫化物路線進(jìn)展較快，率先量產(chǎn)的可能性相對更大，也是寧德時(shí)代目前投入研發(fā)較多的技術(shù)路線，寧德時(shí)代正朝著全固態(tài)電池占電池市場份額1%的目標(biāo)努力。

國軒高科

在今年5月，國軒高科在第13屆科技大會上推出了首款全固態(tài)電池——金石電池。該電池可實(shí)現(xiàn)350Wh/kg的能量密度，基于金石電池的電池包系統(tǒng)能量密度可達(dá)到280Wh/kg。

國軒高科全固態(tài)電池項(xiàng)目總工程師潘瑞軍稱，全固態(tài)電池計(jì)劃2027年小批量上車實(shí)驗(yàn)，如果測試順利，隨著產(chǎn)業(yè)鏈逐步建立，預(yù)計(jì)在2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

億緯鋰能

在今年6月，億緯鋰能在首屆鋰電池大會上披露了全固態(tài)電池發(fā)展規(guī)劃。

根據(jù)規(guī)劃，億緯鋰能選擇了硫化物和鹵化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線，應(yīng)對制造環(huán)境控制、電解質(zhì)與活性物質(zhì)的均勻混合、包覆以及合適的粘結(jié)劑選擇等挑戰(zhàn)。

在時(shí)間表上，億緯鋰能全固態(tài)電池將分兩步走，預(yù)計(jì)在2026年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的突破，推出高功率、高環(huán)境耐受性及絕對安全的全固態(tài)電池，主要用于混合動力領(lǐng)域;2028年，進(jìn)一步推出具有400Wh/kg的高比能量全固態(tài)電池。

比亞迪

根據(jù)市場傳出的消息，比亞迪固態(tài)電池或采用高鎳三元(單晶)+硅基負(fù)極(低膨脹)+硫化物電解質(zhì)(復(fù)合鹵化物)的技術(shù)路線，電池包能量密度超過280Wh/kg。

在量產(chǎn)時(shí)間表上，2027年，比亞迪或?qū)⑿∨可a(chǎn)，搭載于比亞迪高端車型，示范項(xiàng)目規(guī)模約為1000臺。2030年，預(yù)計(jì)將有4萬臺車輛搭載全固態(tài)電池。2033年，預(yù)計(jì)將有12萬臺車輛搭載全固態(tài)電池。

欣旺達(dá)

今年7月，欣旺達(dá)子公司欣旺達(dá)動力科技股份有限公司與松山湖材料實(shí)驗(yàn)室在東莞正式簽署《關(guān)于共建東莞松山湖固態(tài)電池公共研發(fā)平臺框架協(xié)議》。這標(biāo)志著，雙方將在固態(tài)電池領(lǐng)域展開深度合作。

同時(shí)，欣旺達(dá)也公布了自身的固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間表。欣旺達(dá)表示，第一代能量密度400Wh/kg的全固態(tài)電池產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)小試，更高能量密度的第二代全固態(tài)電池也在加緊開發(fā)中，全固態(tài)電池產(chǎn)線設(shè)計(jì)建設(shè)也在同步加速推進(jìn)，計(jì)劃2026年具備量產(chǎn)能力，屆時(shí)預(yù)計(jì)可以將聚合物體系的全固態(tài)電池成本降至2元/Wh，這與半固態(tài)電池成本接近。

蜂巢能源

蜂巢能源方面表示，硫化物由于鋰離子電導(dǎo)率高，比重低，加工性能相對好，目前是公司主要的聚焦路線。

蜂巢能源已經(jīng)具備20Ah全固態(tài)電池的制備能力，能量密度達(dá)到380Wh/kg。在量產(chǎn)時(shí)間表上，今天6月，蜂巢能源前沿技術(shù)研發(fā)總經(jīng)理苗力孝表示，公司全固態(tài)定位400Wh/kg以上，主要覆蓋800公里及1000公里以上高端車型，預(yù)估將在2030年后實(shí)現(xiàn)裝車。

廣汽集團(tuán)

今年4月，廣汽集團(tuán)正式發(fā)布全固態(tài)電池技術(shù)并將于2026年量產(chǎn)搭載于昊鉑車型。據(jù)介紹，廣汽集團(tuán)全固態(tài)電池能量密度超過400Wh/kg，續(xù)航里程超1000公里。

上汽集團(tuán)

今年5月，上汽集團(tuán)公開宣布，其研發(fā)的全固態(tài)電池(基于聚合物-無機(jī)物復(fù)合電解質(zhì)技術(shù)路線)將于2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，能量密度超過400Wh/kg。預(yù)計(jì)到2027年，搭載全固態(tài)電池的智己新車將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并正式交付客戶，后續(xù)能量密度將進(jìn)一步提升至500wh/kg。

長安汽車

2023年12月，長安汽車披露調(diào)研紀(jì)要表示，長安汽車正開發(fā)能量密度達(dá)到350-500Wh/kg的固態(tài)電池。電池技術(shù)方面的規(guī)劃，長安汽車計(jì)劃在2025年逐步量產(chǎn)應(yīng)用固態(tài)電池，在2030年全面普及應(yīng)用固態(tài)電池。

衛(wèi)藍(lán)新能源

衛(wèi)藍(lán)新能源在接受調(diào)研時(shí)表示，暫定于2027年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。

東風(fēng)日產(chǎn)

2023年11月，東風(fēng)日產(chǎn)發(fā)布全新戰(zhàn)略，其在全固態(tài)電池上的規(guī)劃路徑是，2024年啟動試點(diǎn)工廠，2028年之前量產(chǎn)上市。

從電池技術(shù)的競爭來看，毫無疑問，中國鋰電產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)有的磷酸鐵鋰電池和三元電池技術(shù)路線上已經(jīng)具備了顯著優(yōu)勢。

但是鋰電競爭格局并非一成不變，每一輪新的技術(shù)爆發(fā)和產(chǎn)業(yè)周期調(diào)整都會帶來新的電池巨頭的崛起，固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)路線，在能量密度、安全性對傳統(tǒng)電池的具有顛覆作用，也是電池企業(yè)角逐的下一個(gè)風(fēng)口。

相比于國內(nèi)企業(yè)，當(dāng)前國外電池企業(yè)在鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟度上落后于中國，提前布局固態(tài)電池這一類前沿技術(shù)也成為國外電池企業(yè)和車企突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展桎梏的方向。

豐田汽車

豐田堅(jiān)持硫化物路線研究，目前已經(jīng)具有超過1300件固態(tài)電池專利。2023年6月，豐田方面宣布最早將于2027年向市場投放搭載全固態(tài)電池的純電汽車，并在此后實(shí)現(xiàn)全面量產(chǎn)。

本田汽車

2023年，本田汽車宣布計(jì)劃在2024年啟動全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線，并預(yù)計(jì)全固態(tài)電池于2025-2030年搭載于新車型上。

日產(chǎn)汽車

2024年早期，日產(chǎn)汽車宣布將于2025年3月正式啟動全固態(tài)電池生產(chǎn)流程，并設(shè)定2028年為全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

松下集團(tuán)

2023年9月，松下集團(tuán)首席技術(shù)官小川立夫表示，其計(jì)劃2029年前量產(chǎn)用于小型無人機(jī)的全固態(tài)電池。

LG新能源

在2024年舉辦的韓國最大的電池展會“Inter Battery 2024”上，LG新能源方面表示，積極開發(fā)鋰硫電池作為下一代電池技術(shù)，并計(jì)劃在2027年開始投入量產(chǎn)，全固態(tài)電池的量產(chǎn)計(jì)劃預(yù)計(jì)在2030年實(shí)現(xiàn)。

三星SDI

三星SDI在“Inter Battery 2024”公布的全固態(tài)電池路線則顯示，將于2027年投入量產(chǎn)，預(yù)計(jì)能量密度達(dá)到900Wh/L。目前，三星SDI已在首爾南部水原市的研發(fā)中心建立了一條全固態(tài)電池試驗(yàn)生產(chǎn)線。

SK On

今年6月，市場消息傳出SK On已向供應(yīng)鏈企業(yè)采購設(shè)備，開始在大田電池研究院建設(shè)固態(tài)電池試量產(chǎn)線，目標(biāo)是2025年完工，2029年啟動量產(chǎn)。

現(xiàn)代汽車

現(xiàn)代汽車研發(fā)負(fù)責(zé)人表示，公司計(jì)劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，2027年部分批量生產(chǎn)，在2030年左右實(shí)現(xiàn)全面批量生產(chǎn)。

Solid Power

2023年11月，Solid Power宣布，公司已生產(chǎn)出首批固態(tài)電池A樣品交付寶馬，根據(jù)時(shí)間表，Solid Power將在2030年之前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)。

從全球各大電池企業(yè)、車企公布的量產(chǎn)時(shí)間表來看，2027年和2030年是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，也是多數(shù)電池企業(yè)和車企表示具備量產(chǎn)能力的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

從近兩年來看，固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間披露的密集程度遠(yuǎn)超以往，且吸引了全球各大鋰電巨頭和明星車企的加入。之所以如此，也是因?yàn)槿虘B(tài)電池路線的競爭不僅僅關(guān)乎技術(shù)實(shí)力，還包括整個(gè)能源、交通產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型。

不過也值得注意的是，量產(chǎn)并不等于商業(yè)化。

從目前各大電池企業(yè)和車企披露的進(jìn)展來看，量產(chǎn)時(shí)間逐漸明確，但是規(guī)模商用的披露卻更為謹(jǐn)慎。甚至不少企業(yè)對于規(guī)模商用的時(shí)間表推遲至量產(chǎn)時(shí)間表以后的數(shù)年時(shí)間，除了技術(shù)問題，最大的問題在于成本。

以目前市場主流的硫化物電解質(zhì)為例，其成本高達(dá)20000元/kg，以當(dāng)前電芯單價(jià)0.35元/Wh，電池包能量密度150Wh/kg能量密度換算，電池包價(jià)格僅52.5元/kg，當(dāng)前固態(tài)電池僅電解質(zhì)成本就高出電芯價(jià)格的400倍左右。由于乘用車對于電池價(jià)格的敏感程度較高，固態(tài)電池如此高昂的價(jià)格也將難以接受。

從實(shí)驗(yàn)室走向大眾消費(fèi)者，固態(tài)電池不僅僅需要的是技術(shù)性能的突破，還有工藝降本，未來從量產(chǎn)進(jìn)一步到規(guī)模商用，固態(tài)電池的應(yīng)用依舊任重道遠(yuǎn)。