“我国有望在1-2年内将攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池。”
近期，中国科学院院士、南开大学副校长陈军表示，“全固态电池已成为全球电池科技的竞争焦点，以固态电池为核心的电动汽车有可能改变未来产业布局。”
无独有偶，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高今年年初也曾表示，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，中国既要发展渐近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。
实际上，随着近两年液态锂离子电池性能越来越逼近材料性能理论极限，全固态电池因具有超高能量密度、超强本征安全、耐高温、抗穿刺等优势，而被业内普遍认为是最具潜力的“下一代动力电池”;同时，半固态、凝聚态等高比能电池也被视为是向全固态电池过渡的重要技术路线。
经粗略统计，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。
电池企业方面，宁德时代、亿纬锂能、卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业、蜂巢能源、国轩高科、孚能科技、力神电池、正力新能、LG 新能源、SK On等国内外头部企业，都在进行固态电池技术的研发和产业化落地。
业内预计，全固态电池将在2030年前后实现产业化应用，而在此之前，聚焦高比能电池的创新升级，近期产业链企业密集发布相关新技术、新产品，不断刷新人们对高比能电池的认知和期待。不过，近期宁德时代方面对固态电池落地进程发表了不同的看法，这也引发业界对高比能电池商业化的深度思考。
01
动力电池能量密度越来越高
动力电池领域，2024年一季度，我国半固态电池首次计入市场装机量统计，实现769.8MWh装机，配套电池企业为卫蓝新能源。这表明，以半固态电池为代表的高比能电池呈现出良好的规模化势头。
当前，半固态电池单体能量密度普遍超过300Wh/kg，众多企业持续加码高比能电池的研发和应用。
4月3日，蔚来汽车与卫蓝新能源共同研发的150kWh电池包步入量产阶段。该款电池单体能量密度360Wh/kg，配套车型最长续航1055km。
4月8日，上汽集团超级智能轿车智己L6亮相，搭载清陶能源“第一代光年固态电池”。该款电池单体能量密度368Wh/kg，带电130kWh的车辆CLTC续航超1000km。
4月12日，广汽发布全固态电池。据介绍，其目前已完成30Ah大容量全固态电芯研发，该电池采用100%固态电解质，单体能量密度超400Wh/kg，预计将于2026年搭载于昊铂车型。
4月19日，正力新能发布双重半固态超长续航大圆柱电池——正力·骐龙。据悉，其采用了超高镍正极材料的固态电解质表面修饰技术和固态电解质复合隔膜技术，进一步提升了大圆柱电池的安全性和功率性能。该款电池单体能量密度306Wh/kg，整包带电170kWh支持纯电MPV车型续航超1000km。
此外，宁德时代已发布凝聚态电池，其单体能量密度达500Wh/kg，计划将用于电动航空等领域。
卫蓝新能源规划其第二代准固态电池单体能量密度将达400Wh/kg-500Wh/kg;第三代全固态电池将不再含有液态电解质。
资料显示，国轩高科半固态电池单体能量密度达360Wh/kg，配套车型整包电量160kWh，续航超1000km。
亿纬锂能布局的下一代电池技术路线包括固态电池、锂金属电池等。据介绍，其锂金属电池单体能量密度达450Wh/kg，循环寿命超800次。同时，其未来量产的大圆柱电池有望在能量密度280Wh/kg的基础上进一步提升。
孚能科技第一代固态电池能量密度为330Wh/kg，并计划未来做到400Wh/kg- 500Wh/kg。
力神电池已实现310Wh/kg-360Wh/kg等多款高能量密度电池的开发或应用，并已发布其全新一代半固态电池，单体能量密度达402Wh/kg。
今年4月2日，太蓝新能源宣布其已制备出车规级单体容量120Ah、能量密度720Wh/kg的体型化全固态电池，刷新了体型化锂电池单体容量和最高能量密度的行业纪录。
值得注意的是，高比能是动力电池的升级方向之一，但从液态迈向全固态电池难以一蹴而就，尤其是全固态电池研发、量产和商业化还面临着诸多挑战。
02
高比能电池技术“百家争鸣”
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：
首先，必须确保技术理论上的可行性和实际的技术突破;
其次，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;
最后，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3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。”
这样的表态，一方面，表明电池“一哥”和其他很多企业一样，都在固态电池领域持续研发，以抢占高比能电池未来先发优势;另一方面，固态电池，尤其是全固态电池等高比能电池的商业化进程并不会太快。
这也意味着，围绕固态电池等高比能电池技术，业界在路线选择和落地节奏上，目前还未达成共识，仍处于“百家争鸣”阶段。业内人士表示，未来将先实现技术突破，再逐步商业化落地，或将迎来一场“持久战”。
03
打好高比能电池“持久战”
机构预计，2024年全球固态电池装机将有望超5GWh，未来还将逐年递增。受需求带动，头部企业纷纷加快相关研发、制造和应用。
电池材料环节，硫化物、聚合物、氧化物等技术路线并行背景下，固态电解质在固-固界面接触、界面反应机制与稳定性、电导率、制作工艺等方面，仍面临大量技术难点;高镍三元、富锂锰基等正极，硅基、金属锂等负极，以及固态电解质复合隔膜都成为企业研发重点。
同时，随着高比能电池材料和电芯技术、工艺的发展，还将带来制造设备的革新，并在高良品率、极限制造、降本增效方面对设备提出更高的要求。
为了助力产业链企业打好高比能电池“持久战”，2024年4月28日上午，在由中国化学与物理电源行业协会指导，动力电池应用分会和电池中国网联合主办的“第五届新能源汽车及动力电池(CIBF2024重庆)国际交流会”期间，将在光大激光冠名支持的“高比能电池技术迭代与革新”专场论坛上，由行业龙头企业分享当前高比能电池的研发进展和阶段性成果。
其中，比亚迪、卫蓝新能源等企业将分享各自在电池产品方面的创新;容百科技、毕克化学等企业将分别探讨全固态电池材料/锂电助剂等新技术应用;光大激光、信诺先端热工科技、艾默生、多维联合集团等将分享适用于高比能电池制造的高产低耗的锂电设备。
该场论坛将由瑞浦兰钧市场总经理张小聪主持，随后还将由动力电池应用分会研究中心总经理周波主持主题为“聚焦半固态、固态电池产业化进程”的圆桌对话，围绕高比能电池技术发展前景、超高快充电池能否从根本上解决补能焦虑、半固态/固态电池产业链如何协调发展等核心话题，展开深入交流和研讨，把脉行业趋势。敬请关注!