固态电池：竞速第二棒

本文转自：中国工业报 ■ 中国工业报记者 裴金钢

近期，在全球动力电池领域，有关固态电池加速发展的消息越来越多。

在汽车主机生产方面，多家公司接连宣布将推出自研的全固态电池汽车。其中，宝马把时间定在了2025年前，丰田承诺2027年，日产规划日期为2028年……

在动力电池制造方面，日本的恩力动力发布了300Wh/kg全固态电池；我国的赣锋锂业发布新品半固态电池 “新锋”，中科固能60亿元固态电池项目落地，上汽集团也宣布要联手清陶能源研发固态电池……

受诸多利好刺激，钴酸锂、硫酸钴、四氧化三钴价格近期力压其他能源金属，上演了万绿丛中的一点红的大戏。

看这节奏，全球固态电池产业是要爆发了吗？

国际博弈：日本新开第二战场

要号准全球固态电池产业未来发展的脉搏，我们必须先看清全球动力电池产业的现实格局。

韩国电池市场研究机构SNEResearch发布的报告显示，截至今年二季度，全球动力电池装车量为304.3GWh，中国企业的市场份额占比超六成。

按照附带国籍的企业口径统计，中国宁德时代拥有全球市场份额的36.80%，中国比亚迪占据全球市场份额的15.70%，韩国LG新能源占全球市场份额的14.50%，日本松下全球市占率为7.50%，韩国SKOn全球市占率为5.20%，中国中创新航全球市占率4.30%，韩国三星SDI全球市占率4.10%，中国亿纬锂能全球市占率2.20%，中国国轩高科全球市占率2.10%，中国欣旺达全球市占率1.50%，其他企业全球市占率合计为6%。

“日本动力电池企业已被中韩企业抛在后面。”清华大学车辆学院博士生导师冯旭宁一针见血地指出，“日本企业绝对不甘心落后，因此在日本政府和国际资本的助推下独辟蹊径，开辟了固态电池这个第二战场，谋求在下一代电池领域弯道超车。”

冯旭宁是清华大学欧阳明高院士新能源动力系统研究团队骨干成员，长期从事储能电池系统“热安全特性、建模与管理”方面的应用基础研究，为车用储能电池安全应用提供了可定量测试、可定量模拟、可准确防控的技术解决方案 。

据透露，日本政府以举国之力押宝全固态电池会成为下一代动力电池的主导方向，他们每年都要在固态电池领域投入约十万亿日元资本。

在锂离子动力电池领域，我国已是全球第一。在这种情况下，一旦日本颠覆性的全固态电池技术产业化成功，那便意味着我国锂离子电池产业可能遭遇空前的挑战。毕竟，新技术的产业化，势必会为锂离子动力电池产业带来巨大的升级替代成本。

战略决胜：第二棒太关键

为了实现在下一代动力电池领域弯道超车梦想，不但日本政府大力支持企业发展，日本的科研人员也在长年累月地攻关克难。

据了解，东京工业大学的菅野教授团队经过50年的厚积薄发，最近在国际顶尖期刊 《科学》上发表一项创新成果——他们采用 “混合聚阴离子-高熵”材料，通过构建复杂的硫系固态电解质结构，降低了锂离子迁移势垒，实现了超离子传导通路。

据透露，菅野教授团队研制的固态电解质材料，具有比传统材料更好的电导率性能，同时具备较低的合成和使用温度等优点，其离子传输速度甚至可以跟液态电解质相媲美。尽管该技术目前仍有一系列问题需要解决，离工业应用仍有一定距离，但其应用前景备受期待。“我国目前不太可能像日本那样，举全国之力研发下一代电池技术。”冯旭宁分析认为，但是我国应该确保实验室科研始终处于领先水平，不能降速。

既然如此，那么未来我国乃至全球在全固态电池上的科技竞争重点是什么呢？

冯旭宁提出，研发固态电池最大的难点是如何解决全固态电解质正负极界面兼容的问题，其次是如何提升锂金属材料的寿命周期问题，再者是如何进一步提升其安全性能问题。

鉴于全固态电池科研难度较大，国金证券为我国固态电池生产企业提出了现实路径。

该机构新能源汽车组分析师陈传红认为，目前我国固态电池产业应该一步一阶地发展，先半固后全固，逐级突破；最好逐步减少液体或凝胶类电解质的占比，消除电解液腐蚀和泄漏的安全隐患，然后再研发混合固液电解质电池，剥离隔膜，改换负极和电解质材质，最终研制全固态锂电池。

瞄准方向：万舰齐发

全球全固态电池竞争日趋激烈，我国具备现实优势。

国泰君安固态电池行业分析师石岩提出，当前全球固态锂电池的应用大多还处于实验室阶段，未来在固态电池的创新方向上主要是以下四种材料：聚合物、氧化物、硫化物、卤化物。

据分析，聚合物固态电解质和传统液态锂电池接近，工艺简单、成本较低，容易量产，但只适用于微型器件，大容量的电芯比较难以制作；氧化物固态电解质国内产业链基本成熟，且已经接近量产阶段；硫化物电解质制备难度较高，且成本远高于液态电池；卤化物电解质成本较低、环境友好，研究进展较快，案电导率、正极材料兼容性、空气/潮湿环境稳定性有待改善。

目前我国固态电解质侧重于氧化物体系，日韩侧重于硫化物体系；而混合固态电池被业界普遍视为向全固态电池迭代的重要方案。在此领域，我国多数企业的氧化物体系优势明显。

记者从多家券商研究机构获悉，目前我国很多企业在固态电池研发上都已取得一定成果。

宁德时代 （300750.SZ）已发布胶状电解液凝聚态电池，并有望在明年实现半固态电池的GW级装车。

国轩高科 （002074.SZ）研制的能量密度为360Wh/kg的半固态电池已通过新国标安全测试，进入产业化阶段，且有望年内开始批量交付，其一代产品400Wh/kg的三元半固态电池也有了实验室原型样品。

赣锋锂业 （002460.SZ）已自主开发出长续航高安全固液混合动力锂电池，其氧化物电解质接近量产条件；其能量密度为350Wh/kg的硫化物全固态电池成本约40元/Wh，距离量产为时尚早。

孚能科技 （688567.SH）半固态电池已装车东风岚图车型，并在欧美客户处送样验证过程中，预计到2025年会有330Wh/kg的固态电池实现量产。

当升科技 （300073.SZ）通过独特的反应模型实现了超高镍材料的高度单晶化，并在此基础上原位构筑快离子导体层，在技术上解决了正极与电解质固固界面间的内阻增大、某些性能下降的问题。

珠海冠宇 （688772.SH）已在半固态电解质材料、专用正极材料及高容量负极材料上取得突破，且制备出了能量密度高达350Wh/kg的固态电池样品。

杉杉股份 （600884.SH）硬碳负极已实现在钠电、锂电和半固态电池领域批量应用，正建设千吨级硬碳产线。

星源材质 （300568.SZ）已开展聚合物固态电解质隔膜的设计开发，且已为客户供应半固态电池隔膜。

卫蓝新能源开发出单体能量密度达360Wh/kg的半固态电池产品，宣布将应用在蔚来ET7车型上。