近日，固态电池板块持续火热，A股多家“涉固”上市公司股价大涨，引发市场广泛关注。9月以来，南都电源一度斩获“20CM”涨停3连板，三日涨近67%;东峰集团也出现涨停3连板，德尔股份、宝丽迪等单日涨停，翔丰华、金龙羽等跟涨。
消息面上，南都电源此前于8月30日表示，目前其研发的固态电池产品能量密度可达350Wh/kg，循环寿命2000次，已通过热箱、短路等安全项测试，各项指标顺利完成，将于今年四季度完成项目验收。
业界人士表示，南都电源连日股价大涨或与其透露的固态电池进展有关。稍早前的8月28日，中创新航和鹏辉能源也发布了在固态电池领域各自的研发成果。
其中，中创新航发布“无界”全固态电池技术，对应电池能量密度可达430wh/kg，容量超50Ah，同时在电池运行压力、寿命、功率方面均取得重要突破，其计划于2027年装车。
鹏辉能源发布其第一代固态电池，采用氧化物固态电解质方案，能量密度为280Wh/kg，计划于2025年后搭载硅负极做到300Wh/kg，将在2025年中试研发、小规模生产，2026年批量生产。
9月6日欣旺达也透露，其第一代半固态电池已完成开发，第二代半固态电池的电芯样品已经开始中试试验，第三代聚合物复合全固态电池已完成实验室验证，预计2025年完成产品开发。其第四代全固态电池还在开发中，预计2027年完成实验室样品制作。
实际上，进入2024年，与液态锂离子电池行业增速放缓不同，固态电池热度持续攀升。目前，还有包括宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、比克电池、弗迪电池、蜂巢能源、清陶能源、太蓝新能源等在内的多家国内电池企业，都已公布各自在固态电池产品方面的相关规划布局。
中信证券研报认为，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。
不过，也有很多业界人士认为，虽然固态电池产业化动态较以前频繁，但离规模化量产尚有较长距离。
9月3日南都电源发布公告称，其固态电池产品短期内不会大批量生产;鹏辉能源此前也披露其固态电池产品预计一年内不会大批量生产。这也佐证了固态电池，尤其是全固态电池的产业化进程仍然“荆棘丛生”。
那么，怎样的技术路线或将实现全固态电池商业化?我国全固态电池产业化“卡脖子”环节在哪里、目前对其突破进展如何?
01
固态电池“披荆斩棘”三步走
产业化过程方面，近日，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在行业会议上指出，固态电池的发展需要一步一步走：
第一步，重点攻关固态电解质。(电芯能量密度)2025年以200Wh/kg和400Wh/L为目标，打通全固态电池技术链，三元和石墨正负极基本不变，确立主体电解质;2030年以300Wh/kg和600Wh/L为目标，特种商用车应用为主要场景，三元-硅碳正负极，优化固态电解质体系，提升电池倍率性能和循环寿命。
第二步，重点攻关高容量复合负极。(电芯能量密度)2030年以400Wh/kg和800Wh/L为目标，高性能乘用车应用为主要场景，进一步发展高比容量高硅基负极，提升电池倍率性能和循环寿命;2035年以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，进一步发展高比容量锂金属负极(锂金属载体或功能层)。
第三步，重点攻关高容量复合正极。(电芯能量密度)2035年以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，进一步发展高电压高比容量富锂正极;2040年以700Wh/kg为目标，发展锂硫和锂空气电池。
值得一提的是，欧阳明高院士建议“明年确立主体电解质”，足见在其“固态电池三步走”战略中，攻关固态电解质是极其重要的一环。
02
固态电解质研发到哪一步了?
根据电解质区分，目前全固态电池的技术路线主要包括聚合物、氧化物、硫化物、卤化物这四大类。
据了解，当前固态电解质材料多以氧化物和硫化物为主，且行业内产线建设已出现吨级到千吨级布局。
当升科技透露，其已系统布局氧化物、硫化物等固态电解质和双相复合高能量固态正极材料关键技术路线，相关固态锂电产品性能处于行业领先地位，已率先导入辉能、清陶、卫蓝、赣锋等固态电池客户，并实现批量供应。
据介绍，在固态电解质开发方面，当升科技通过特殊组分设计以调控锂离子通道，多元素靶向修饰以稳定晶体结构，设计出独特的全流程纳米一体化工艺，开发出高离子电导率、高稳定性的纳米级固态电解质，相关固态锂电产品已实现装车验证。
容百科技也曾表示，其拥有湿法、干电极制备固态电解质膜技术储备，已开发出多种固态电解质材料，硫化物系固态电解质计划今年实现中试，明年试生产。
贝特瑞今年8月透露，其在固态电解质及固态电池用正极、负极材料的开发和创新方面均取得显著进展，其LATP氧化物固态电解质已开始吨级出货。
上海洗霸披露，2024年1-7月，其锂离子电池固态电解质粉体材料完成37个批次、236kg送货，覆盖23家客户。其多形态固态电解质粉体材料采用的主要是氧化物技术路线，已合作建成十吨级产线，正在向五十吨及百吨级扩产。
璞泰来半年报显示，其已完成固态电解质LATP(磷酸铝钛锂)和LLZO(锂镧锆氧)的中试，并已在四川基地建成年产200吨固态电解质中试产线。
赣锋锂业今年6月表示，其固体电解质材料千吨级产线已投产，混合固液锂电池在动力、3C、便携式储能等领域实现量产，其中动力领域包括部分车企的示范运营项目以及量产车型。
光华科技透露，其提供固态电解质的原料，包括硫化物、氧化物原料，今年开始基本上按吨级销售。从所接触的客户来看，其认为目前进度快一点的是氧化物路线。
盟固利研发的LATP型固态电解质已在固态电池头部企业完成材料认证，正在进行供应商导入工作。
据市场消息，欧阳明高院士工作站(四川新能源汽车创新中心)研发的纳米级“硫化物电解质”今年7月也取得阶段性进展，目前正在规划一条年产百吨级的中试线，预计在今年年底动工建设。该中心还计划在2026年前建设一条千吨级量产线。
欧阳明高院士表示，“我做燃料电池的体会是一次解决一个问题。固态电池也一样，首先要解决固态电解质的问题，我们不要正极也变、负极也变、电解质也变，怎么可能一次都解决?”
中银证券也表示，固态电解质是固态电池的关键变化。在众多固态电解质技术路线中，复合固态电解质综合聚合物和氧化物的优点，配合界面技术的应用，有望率先实现产业化落地。硫化物电解质目前被业界多数认为是全固态电池的理想路线，未来随着相关技术的成熟，有望批量化生产。
业内专家指出，目前没有一种电解质十全十美，在各国科学家的努力下，各个路线都有一些针对性的技术出来。
值得注意的是，采用固态电解质后，固态电池的研发也并非易事。宁德时代董事长曾毓群近期就表示，“我们在全固态电池上，已经投入了七、八年的时间进行研究。研发全固态电池的关键，在于对材料和化学体系的研究，其中最难的就是‘固-固界面’问题。”
市场方面，中信证券预计2030年全球固态电池出货需求将达643GWh，2024年至2030年复合增长率为133%，合计市场空间为1.2万亿元。
可以看到，随着头部材料企业的发力，主体固态电解质或将于明年更加清晰化、集中化，这也将助力固态/全固态电池的产业化进程。
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