本報記者 龔夢澤
近年來，由於鋰電池性能開發已接近極限，固態電池（使用固體電解質的鋰離子電池）在能量密度、安全性以及循環壽命等方面相較傳統液態電解質鋰電池表現出顯著優勢，被業內廣泛認為是下一代電池技術的最佳路線。
「固態電池是下一代電池技術的潛力股，依託強大的新能源產業鏈製造基礎，我國電池企業在固態電池技術研發、產業鏈布局等方面取得了重要突破。」6月28日，中關村新型電池技術創新聯盟秘書長於清教在2024固態電池產業生態圈企業家峰會開幕式現場表示，固態電池在新能源汽車、儲能、低空經濟等多領域具有廣闊的市場發展前景，隨著技術的不斷疊代創新和產業鏈生態的逐步完善，固態電池商業化應用的腳步也漸行漸近。
探尋規模化量產路徑
數據顯示，今年1月份至5月份，我國新能源汽車產銷分別為392.6萬輛和389.5萬輛，同比分別增長30.7%和32.5%。新能源汽車市場高速發展態勢下，多位業內人士將今年新能源汽車銷量預期提升至1150萬輛左右，且這一預測數據在第四季度還有望再度上調。
在下游旺盛需求的支撐下，鋰電全產業鏈掀起技術研發與路徑拓展的熱潮。峰會現場，清陶能源聯合創始人李崢表示，固態電池存在著不同的技術路線，如聚合物體系、氧化物體系、硫化物體系和鹵化物體系。
「從材料的角度來看，每個單一種類的材料各有優缺點。通過復合材料的設計實現1+1>2，這是學術研究以及產業化過程中都非常堅持的一點，即要做無機與有機的復合固態電解質材料。」李崢認為，復合全固態電池將是實現量產的有效途徑。
圍繞全固態電池的幾大技術路線，國內鋰電企業正在從產業鏈層面進行全方面布局。作為贛鋒鋰電的子公司，浙江鋒鋰新能源科技有限公司副總經理唐光盛告訴《證券日報》記者，無論是氧化物電解質路線，還是硫化物電解質路線，公司均為半固態電解質的材料供應商和電芯製造商，公司研製出的第二代500Wh/kg高比能、高功率半固態電池，已經在高端電動汽車和太空飛行器等領域應用上展開布局。
「公司成立後，先後實現了固體電解質粉體材料、柔性固態電解質膜等材料的量產，並與車企開展半固態電池車型示範運營。」據唐光盛透露，目前，公司已在江西新余實現4GWh固態電池產線投產，預計2025年於重慶建成10GWh產線。
談及固態電池下一步量產與應用的難點和堵點，中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員張濤表示，在固態電解質核心材料自主可控的基礎上，持續提高電極、電解質和電極內部的固固介面適配性是固態電池技術發展的關鍵科學問題。
「從固態電池領域來看，氧化物鋰離子導體材料已具備產業化宏量生產能力，產品以粉體、漿料、隔膜等形式應用於固態鋰電池的電極摻混、隔膜塗覆和電極介面改性等。」張濤認為，另外，從工藝設計和工程化平台開發角度，驗證和持續提高Ah級固態鋰電池的安全、能量密度、循環、倍率和低溫性能，是當前工程技術開發的主要問題。
行業景氣度大幅提升
目前來看，國內各企業選擇的技術路徑不盡相同。比如，清陶能源採取了氧化物電解質路線，而國軒高科則選擇了硫化物的體系路線。
「固態電池的研究已經很久，也積累了堅實的基礎。但藉助於硫化物超快離子導電性能的發現，我們又迎來了電池技術快速發展期。」深藍汽車科技有限公司高級項目總監周安健認為，固態電池進入到創新的機遇期。
技術的創新也帶來了商業落地新範式。蔚來固態電池資深專家鄧素祥表示，在新能源的大潮中，重在回歸本質，穩定發展。而應用端模式創新對於固態電池產業化進程的作用亦不可小覷。
今年以來，蔚來「換電朋友圈」快速擴容，一方面，換電帶來的用戶體驗價值正在更大範圍得到認可，另一方面，換電模式似乎也在加快固態電池的產業化。在鄧素祥看來，換電模式可以更好監控電池的健康狀態，能夠延緩電池的壽命，這對固態電池是非常關鍵的。
「換電模式可以提前體驗固態電池的優異性能，更快推向市場。換電模式還可以積累裝車運營及測試數據，為規模化提供支持。另外，固態電池可以從多方面提升換電體驗。更高的能量密度，意味著換電之後可以行駛更長的里程，降低換電頻率，也可以實現電池的輕量化，使得換電更加簡便。」鄧素祥表示，更好的低溫性能、更高的安全性、更快的補能效率，伴隨固態電池技術的不斷成熟，換電模式的商業模式將會被認可，從而取得更大的成功。
值得關注的是，終端車企「價格戰」壓力傳導至供應鏈上游，為保障供應鏈的安全、穩定與協同，一方面，電池新能源全產業鏈戰略合作持續深化，產業一體化布局全面升溫；另一方面，下游需求市場持續提質擴容，行業景氣度大幅提升，固態電池量產上車被加快提上日程。
對此，蜂巢能源技術研發總經理苗力孝表示，公司半固態電池進行了兩代產品規劃，分別為270Wh/kg方殼電芯與350Wh/kg軟包電芯。「預計半固態電池將在2024年完成產品定型，全固態電池產業鏈不完善，將在2030年後實現裝車。」
「我國正憑藉龐大的市場規模、完整的產業鏈和不斷壯大的科研力量，迅速縮小與日本的差距，實現了並跑。」李崢表示，作為行業領跑者，日前上汽集團表示，全固態電池將於2025年在上汽自主品牌實現規模搭載，於2026年實現量產。