固态电池才是下一代锂电池技术路线的制高点

1月9日，蔚来汽车一年一度的NIO Day发布会如期举行。期间蔚来放出“大招”，宣布打算在2022年四季度配置首款容量高达150kWh、续航1000公里的固态电池。

固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。由于其被认为是替代液态电池的下一代动力电池主要技术路线，因此是目前众多电池厂商和车企的重点研究方向。

如此惊人的消息传出，自然在动力电池领域尤其是电解液和隔膜行业引起巨大反响。与此同时，周一A股锂电池概念股跟随遭受重挫。

随后有专业人士指出，市场对蔚来汽车的固态电池有一些误读，蔚来将采用的并非纯正意义上的固态电池。说白了它只是一个相对初级的半固态电池，制作过程仍需使用电解液、隔膜这些材料。而且量产进度需看后续推进情况，真正使用固态电解质的“固态电池”量产以及装车尚需时日。

或许很多人没有想到，实际上把市场吓得够呛的“蔚来电池”只是一个营销噱头。

动力电池、消费电池以及储能电池是锂电池的三大应用领域，其中动力电池占到约50%左右。

随着全球汽车电动化趋势不可避免，动力电池市场作为锂电池的重要应用领域，对长续航、安全性的不断追求，使得固态电池技术也在长足发展。

相比较传统的液态电池，固态电池与其工作原理并无实质区别。只不过两者主要的区别在于后续因考虑能量密度的提升及安全性导致使用材料的改变。

目前，液态电池存在的痛点主要是能量密度和安全性之间的权衡，让电池企业和车企很难顾此及彼。

就拿磷酸铁锂和三元锂来说，磷酸铁锂电池安全性好、成本低，但能量密度不高，耐低温性能差，尽管目前比亚迪改进成刀片电池，但能量密度仅是向三元锂靠拢。而三元电池虽然能量密度高，耐低温，但存在安全性差，成本高的缺点。

因此，锂电池为提升能量密度同时考虑安全性，液态电池向固态电池的突破便成了市场要求的必然。

固态电池出现，现有液态电池体系是否会被颠覆？

答案是，短期不会，但中期受部分材料替代会有些影响，后期除了四大材料中正极和导电箔外，其他材料将被颠覆。

日本科学家认为，可规模化的液态锂电池体系能量密度上限为300Wh/kg，中国和美国的科学家则认为上限可能是350Wh/kg。目前除了特斯拉Model 3用到的三元锂电池的能量密度可以达到260Wh/kg之外，大多数新能源电动车三元锂电池能量密度普遍在200wh/kg左右，并没达到科学家认为的能量密度上限。

因此，液态电池技术仍有改进发展的市场前景，全球电动化进程给国内锂电池产业链带来的机会，短期很难会被颠覆。

根据中国制造2025规划，2020年锂电池能量密度要达到300Wh/kg，2025年为400Wh/kg，2030年为500Wh/kg。

理论上，液态电池最高能量密度为350Wh/kg，因此未来如果继续推进的话将很难达到规划的要求。

相较于液态电池，固态电池的能量密度可以达到500Wh/kg以上，发展固态电池更符合政策的要求。

不过，由于固态电池技术攻关非常难，无法做到一蹴而就，但面对全球汽车电动化浪潮，鉴于消费者对续航和安全性的更高要求，所以电池企业只能采取折中方法，通过对电解液的改变逐步向固态电池晋级，以此形成了从液态到半固态再到全固态的技术路径。

而且，半固态电池能量密度也可达350Wh/kg以上，就算在过渡期进行产业化也可以满足规划和市场的需要。

对于这次蔚来高调宣布eT7搭载的半固态电池，实质上体现的是车企们作为先行者在电池装配上对半固态电池使用的初步尝试。

液态电池向固态电池的这场演变过程，势必一些旧材料诸如电解液、负极材料、隔膜等会被其他新材料逐步替代，而一些新材料如金属锂、高电压复合正极材料等得以应用。

然而，液态电池向半固态电池的改进，其实对现有液态电池四大材料体系冲击会比较小。因为半固态锂电池意味着附带少量有机溶剂去改善聚合物电解质的离子电导率，那么电解液和隔绝正、负极材料的隔膜仍需要用到。

尽管这样，但是还要说的是半固态锂电池从本质上充当一种过渡产品，并非最终解决方案。

到了固态电池时代，除了正极材料，负极材料体系的金属锂、固态电解质将替代液态电池时代用到的石墨、硅碳，电解液的有机溶剂。而隔膜也因固体电解质具备的电子绝缘性和离子导电性而被抛弃。至此，液态电池的产业体系被颠覆。

毫无疑问，长期来看，关注液态电池和半固态电池并不可行，对于投资者而言，固态电池才是最值得投资的领域。

据统计，固态电池的研究有50余年时间，已经发展成三条主流技术路线：聚合物固态电池、氧化物固态电池以及硫化物固态电池。

在聚合物技术上，全球主要以法国Bolloré集团和美国Solid Energy为代表。在氧化物技术上，中国台湾辉能科技、中国赣锋锂业作为布局在氧化物电解质技术上的领军企业。在硫化物技术上，全球主要以日本丰田集团、韩国三星、中国宁德时代为代表。

不过，目前真正能做到在汽车领域商业化的是聚合物固态电池，2011年由法国Bolloré公司推出，用在市内租赁电动车领域。但是这款聚合物固态电池存在非常大的缺陷，一是需要另外高温加热才能工作，二是能量密度和续航里程极低，仅为230Wh/kg、250km，远不如现在的液态电池性能。

对于氧化物固态电池，业内认为综合前景最好，但由于技术和制备工艺非常苛刻，现在只能做成小微型电池，用于微芯片、微机电系统、微型存储器、植入式医疗器械、无线传感

器等低能量供电领域。想要用到电动汽车领域接下来仍需要足够多的技术攻关。

硫化物固态电池是在固态电池领域技术储备足够完善的一条赛道，当前最有望实现在汽车领域商业化。

2010年丰田就生产了一款10cmx10cm大小的硫化物固态电池，2014年将其能量密度改进达到400Wh/kg。丰田本来计划在2020年实现硫化物固态电池的产业化，推出10款全固态电池汽车，但受疫情影响导致有所推延，不过未来1-2年内应该有望看到。

下面再打算说一说现阶段主要企业在固态电池的参与布局。

固态电池领域市场参与者众多，全球范围内涉及超过50家制造企业、初创公司和高校科

研院进行“军备竞赛”。

欧美车企通过收购、投资在固态电池领域中高校衍生的初创企业，比如Solid Power、SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等获得技术储备。

日本固态电池领域研发起点早，底蕴深厚，部分企业可依靠自身优势组建研发团队攻克技术难关。同时，车企横向联合科研机构、电池和材料企业等抱团参与。在这里，以丰田、松下作为代表。

中国对固态电池研究不及日本、欧美早，因此只能选择纵向联合，高校及研究机构共同开发固态电池技术。其中参与主体包括中科院化学所、中科院青岛能源所、中科院宁波材料所等研究机构，赣锋锂业、宁德时代等电池企业。

更有其他领域企业看好固体电池跨界投资，如以汽车零部件为主的万向集团、新能源汽车比亚迪等。

声明： 本网站所发布文章，均来自于互联网，不代表本站观点，如有侵权，请联系删除（VX：pxebattery）