中国工业报记者 张楠
4月12日，广汽昊铂「全固态」电池亮相广汽科技日。这是继4月8日智己L6发布之后，固态电池又一次被推到了「风口浪尖」。目前包括北汽、福田、吉利、东风、赛力斯、蔚来、上汽、长安、广汽等在内的中国车企，以及宝马、大众、丰田、日产、福特等国际车企都已发布固态电池（含半固态、凝聚态、全固态等电池类型）商业化进展或计划。固态电池真的进入商业化的爆发前夜了吗？产业的商业化之路还有多远？
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产业仍处早期阶段
固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池技术。 与传统锂离子电池和锂离子聚合物电池使用的液态电解质不同，固态电池采用固态电解质来传导离子，不具备可燃性，同时能搭配更高能正负极活性材料，可以大幅提升能量密度，从而延长续航里程。
动力电池的能量密度是衡量电池容量的一个重要指标。 一款电池的能量密度越大，意味着在相同体积或重量下，电池可以存储更多的能量。2022年6月23日，宁德时代发布的麒麟电池，其能量密度达255Wh/kg，达到了液态电池的上限（公认的液态锂离子电池的最高密度理论值为300Wh/kg）。2023年8月29日，上汽集团与其投资入股的清陶能源宣布，二者联合开发的第一代固态电池已完成装车试验，单体能量密度达368Wh/kg，测试车辆最大续航里程达到1083公里，充电10分钟续航增加400公里。今年4月8日，该款电池在智己汽车发布的新款电动汽车上实现量产。
事实上，新款智己L6搭载的这款准900V超快充「光年」固态电池，按照分类应属于半固态电池。固态电池根据是否含电解液可以分为半固态电池和全固态电池，其中半固态电池电解液含量在10%以下，而全固态电池不含电解液。随着固态电池中液态电解液添加量逐步减少，固态电解质含量增加，电池的能量密度和安全性能够得到更大的提升。
虽然固态电池具备高安全性、高能量密度、长寿命等诸多优势，其发展与产业化应用仍然受到多方面因素的限制。据中信证券梳理， 固态电池目前面临的核心问题包括：一是成本居高，经济性差；二是高电导率和良好加工性能难以兼顾；三是固态电解质与电极材料之间界面接触差。
近年来，各大车企、动力电池厂商均在积极突破技术瓶颈，布局固态电池，如宁德时代、亿纬锂能、长安汽车等，均取得了不小的进展。
4月3日，蔚来发布了150kWh的固态电池包， 采用固液混动电解质，属于半固态电池。该电池包的能量密度达到360Wh，官方数据显示CLTC（美国环保署制定的测试方法）续航里程可达到1055公里。
4月4日，太蓝新能源对外宣布在固态电池技术领域取得重大突破， 成功研发出世界首块车规级单体容量120Ah、实测能量密度高达720Wh/kg的超高能量密度体型化固态锂金属电池。
目前，固态电池技术处于产业化的早期阶段。中商产业研究院分析， 2024年，半固态电池有望批量应用于新能源车市场，产业化持续加速。
中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高 今年年初曾公开表示，全固态电池是公认的下一代电池的首选方案之一，也是下一代电池技术竞争的关键制高点，中国既要发展渐进性的半固态技术路线，也要防范激进型全固态技术路线带来的颠覆性风险。
企业竞相加速布局
与液态锂离子电池产业链类似，固态电池产业链主要包括： 上游基础材料及设备（原材料矿产、电芯材料以及生产设备）；中游电池包加工制备（电池封装集成、电源管理系统方案设计）；下游应用领域（新能源汽车、消费电子、储能、电动工具等）。
固态电池与液态锂离子电池主要区别在于固态电解质代替隔膜与电解液。此外，由于固态电池的电压耐受能力更高，因此正负极及可选材料体系也较为丰富。
正极材料方面， 固态电池可以沿用传统液态电池的正极材料体系，但由于固态电池具有更宽的电化学窗口，因此可以兼容更高电压的正极材料。近年来，得益于终端市场的强势增长及海外出口增加带动，中国正极材料市场整体呈快速增长态势。资料显示， 2023年，中国正极材料出货量248万吨，同比增长31%。
从企业出货量来看， 2022年，湖南裕能市场份额近15%，排名第一；德方纳米排名第二；天津巴莫出货量份额占比约5%，排名第三。 湖南裕能主要产品包括：磷酸铁锂、三元材料等锂离子电池正极材料，目前以磷酸铁锂为主。德方纳米的核心产品是磷酸盐系正极材料。天津巴莫以三元材料和钴酸锂为主，已具备年产106000吨正极材料的生产能力。
负极材料方面， 固态电池对高能量密度的要求，将促使负极材料从石墨负极向硅基负极发展，长远将向金属锂负极迭代。受益于国内外新能源汽车等终端市场增长拉动，我国锂电池相关行业发展快速，负极材料市场需求增大。
目前，已有多家企业布局固态电解质。例如， 上海洗霸 与中国科学院上海硅酸盐研究所签署固态电解质材料技术相关知识产权转让协议。 东方锆业 的固态电池电解质包括：聚合物聚环氧乙烷、锂的硫化物、氧化物锂磷氧氮、锂镧锆氧等。 三祥新材 专注于锆系制品、铸改新材料等工业新材料的研发、生产和销售。
在新能源车应用领域， 多家车企已开始规划固态电池装车：广汽计划2026年实现量产；大众计划2025年实现量产；丰田计划2025年推出搭载全固态电池车型，2030年实现量产。
在储能应用领域， 得益于我国电化学储能市场的快速发展，应用规模将持续扩大。据统计，2023年，我国新增并网运行的电化学储能电站数量达到486座，新增装机总量实现了历史性的突破，总功率达到18.11GW。未来，随着分布式光伏、分散式风电等分布式能源的大规模推广，电化学储能累计装机量将继续增长。
从前沿技术落地进程来看，宁德时代认为，通常要经历三个阶段：
一是必须确保技术理论上的可行性和实际的技术突破。
二是在产品制造阶段，要保证产品的安全性、可靠性、一致性和质量。
三是产品必须具备市场竞争力，即价格合理，能够被市场接受。
就固态电池技术而言，目前主要有三条技术路线，即氧化物、硫化物及聚合物路线。宁德时代董事长曾毓群 近期表示：「目前还有很多基本的科学问题待解决，如大多数固态电解质中的离子扩散速率与液态电解质存在数量级差异、固固界面难以始终保持良好接触等，在突破这些科技问题后，还会遇到产业化的问题。我们非常重视固态电池，已经进行了多年的布局，最近加大了很多投入。」
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编辑：胡娜
