在锂电池的进化之路上，全固态电池是终极目标。
近期多家电池企业纷纷发布全固态电池产品，为全固态电池产业化摁下了“加速键”：8月28日，鹏辉能源发布了第一代全固态电池；同一天，中创新航发布了名为“无界”的全固态电池，计划在2027年实现小批量装车验证；宁德时代也表示，公司全固态电池2027年有望实现小批量生产……
有电池材料企业提供“弹药”，锂电池设备企业打造“枪炮”，中游的电池企业正共同奔赴固态电池的万亿征途。中信证券研报表示，2024年以来，我国固态电池行业出现半固态量产车型上市、半固态电池装车渗透率达1%等边际变化，产业化信号已至。据测算，2030年全球固态电池出货需求将达643GWh，2024年—2030年复合年均增长率达133%，合计市场空间达1.2万亿元。
固态电池的产业化大幕已经缓缓拉开，全国固态电池的发展情况究竟如何？从液态到半固态、再到全固态电池的征途上有哪些“险关要隘”难以攻克？固态电池真正“量产元年”将在何时到来？记者探访了多家固态电池产业链厂商寻求答案。
固态电池产业化“大幕揭开”
一瓶不起眼的白色粉末，蕴藏着锂电池从液态走向固态的“庞大能量”，这是广汽埃安向证券时报记者展示的全固态电解质。走进位于广州市番禺区的广汽埃安大堂展厅，记者看到了用玻璃瓶装起来的粉末状的高环境适应性复合固态电解质，以及用其生产的锂金属全固态电池、无锂负极全固态电池。
广汽埃安固态电池和固态电解质
据广汽埃安工作人员介绍，采用固态电解质生产的全固态电池“开发难度堪比攀登珠穆朗玛峰”，它可以实现高安全性能和400Wh/kg的超高能量密度，比目前量产的液态锂电池体积能量密度提升50%以上。广汽埃安也定下了一个目标：在2026年完成全固态电池开发，并首先搭载于昊铂车型。
据起点研究院统计，中国固态电池产业链企业主要集中在珠三角和长三角。从珠三角到长三角，从中游电池企业上溯到锂电设备厂商，记者又来到位于江苏无锡的先导智能工厂。一台台精密又庞大的设备在这里被制造而出，先导智能已经完成从全固态电极制备、全固态电解质膜制备设备到高压化成分容、致密化设备等全固态电池整线解决方案的技术攻关，攻破了全固态电池量产的“设备大关”。
先导智能工厂
先导智能董事长王燕清向证券时报记者表示：“全固态电池从技术成熟度来看已经接近‘商用阶段’，只是由于尚未实现规模化量产，成本效益相对较低，目前仍处于市场探索与验证阶段。如今高端玩家已经结束观望，正积极投身于全固态电池的市场开发和建设中，行业有望迎来快速发展机遇期。”
从技术路线来看，中国锂电池行业从液态电池走向全固态的征途中，还要经过半固态、准固态电池的过渡阶段。半固态、准固态和全固态电池，被统称为固态电池。近期，鹏辉能源和中创新航纷纷发布全固态电池产品，而半固态电池商业化进程更快，岚图追光、智己L6等车型均搭载半固态电池，vivo X Fold3系列手机也采用了半固态电池，固态电池已经拉开了产业化的大幕。
据起点研究院发布的《2024固态电池发展白皮书》，截至2024年8月底，中国固态电池产业链企业（不包括设备企业）已超过250家，其中电芯企业100家，固态电解质企业达50家。目前各家企业公布的（半）固态电池产能及规划已经超过400GWh，未来几年固态电池发展将加速落地。
资本也为固态电池产业的发展“添了一把火”。起点研究院向记者提供的数据显示，从2021年1月1日到2024年8月30日，据不完全统计，国内固态电池产业链融资案例发生不低于40例，融资金额超过95亿元，其中卫蓝新能源融资6次，太蓝新能源融资5次。
电池产业链将“覆地翻天”
现阶段，液态锂电池的四大关键材料分别为正极材料、负极材料、隔膜和电解液，每个材料环节都涉及大量产业链企业。而全固态电池之所以比起液态电池具有更高安全性和更高能量密度，是因为其用不易燃的固态电解质取代了电解液和隔膜，可以兼容更为高比容的正负极材料。
这意味着，液态电池走向固态电池的进程中，电池产业链将产生“翻天覆地”的变化。英诺贝森能源科技集团联合创始人、副总裁徐万江认为：“全固态电池技术对产业链主要环节的影响程度，从大到小依次为隔膜、电解液、负极材料、正极材料。”
起点研究院研究主管吴雨龙表示，从正极材料来看，现有液态电池主要采用三元、磷酸铁锂和钴酸锂等，全固态电池将采用超高镍三元、镍锰酸锂、富锂锰基等。从负极材料来看，液态电池主要采用石墨，全固态电池的硅碳系比例会提高，锂金属也将更多应用在固态电池负极。
除此之外，锂电设备方面将迎来大规模“更新换代”。“在制造方面，如果全固态电池采用湿法工艺，那么目前液态锂电池的一般设备都不能用。如果采用干法工艺，那么目前液态锂电池三分之二的设备都不能用，因此要重新设计匹配全固态电池生产的工艺及设备。” 吴雨龙说。
不过，液态电池产业链企业仍有较长的“缓冲期”来应对上述变化。中南大学张永柱教授表示，半固态和全固态要对目前的产线进行修改、调整，这需要一些时间。在新能源行业里，液态电池产线已经投资了几万亿，企业们是一定要把传统的液态电池投资先收回来，然后再搞半固态和全固态。未来3年—5年，设备厂、软件厂、芯片厂需要腾出时间来做半固态和固态的产业化，来降低成本。
张永柱认为，未来锂电池产业将是多种技术路线共存的局面，到2030年半固态电池有望占据10%的市场份额，全固态电池占据5%的市场份额，改良的液态电池仍然是主流。
量产路上仍存“险关要隘”
起点研究院预计，全球固态电池未来两年将加速发展，2025年到2030年将是半固态电池和准固态电池产品导入期，2030年到2035年将是全固态电池产品导入期。
尽管多家车企已经实现了半固态电池的“上车”，但固态电池产业发展仍存在技术、路线、材料、制造、成本等多重难关。
从技术来看，主要是“固固界面”的难题待解。在固态电解质中，电极和电解质之间的界面接触从固—液接触变为固—固接触，接触面积小，形成了更高的界面电阻。这导致了固态电池循环寿命差、快充性能差等问题。“如何解决好固态电池中的界面问题，成为了固态电池能否大规模应用的关键，如何兼顾电导率、减少副反应、降低阻抗仍是目前产业在攻克的方向。”吴雨龙表示。
其次，固态电池涉及路线较多，仅固态电解质就涉及聚合物、氧化物、硫化物三大路线。吴雨龙称，根据固态电解质前驱体材料的选材不同，每种路线下面又有很多分支，哪种路线综合性能最优、成本最具有性价比、最有可能实现大规模量产，都需要学界和产业界共同努力“探路”。
从材料来看，固态电池体系采用高性能的正负极材料，往往涉及高价稀有金属，原材料成本远高于液态电池。“固态电池所需的电极材料、电解质等材料多为高科技新材料，加之产业链尚不完善，部分原材料未实现量产，整体产业链成本也比较高昂，这也在一定程度上制约了市场的发展。”王燕清向记者表示。
制造方面，由于固态电池在电解质、制造工艺方面与液态电池存在显著差异，因此需要开发全新的生产设备和工艺流程。吴雨龙表示，干法电极制备技术、电解质转印涂布技术、等静压成型技术等都有待进一步攻克，很多生产环节设备需要定制生产，这些都进一步抬高了制造成本。
从价格来看，起点研究院向记者提供的数据显示，某固态电池企业卖给车企的半固态电池售价超过2元/Wh，某新兴固态电池企业卖给某飞行器企业的准固态电池售价超7元/Wh。而同期液态车用三元电芯价格是0.5元—0.6元/Wh，磷酸铁锂电芯是0.3元—0.45元/Wh。可以看到，固态电池价格目前是液态电池的数倍。降低成本将成为固态电池大规模商用前需要攻克的重点关隘。
不过，在液态锂电池的能量密度已经接近安全极限的情况下，发展固态电池是大势所趋。王燕清认为：“随着生产技术的提高和规模化生产的推进，全固态电池的成本将逐渐下降，最终将具备与半固态电池乃至传统液态电池相抗衡的市场竞争力。”
校对：王锦程
