固态电池，走在商业化前夕

来源： 每日经济新闻

       9月1日，在四川宜宾举行的2024年世界动力电池大会上，中国科学院院士欧阳明高表示，固态电池发展仍需要一步一步来，先解决电解液问题，解决负极问题，再解决正极问题，急不得。但当下固态电池相关话题热度依旧居高不下，先是多家电池企业纷纷发布全固态电池产品，后是固态电池板块在9月2日迎来“热炒”。

《每日经济新闻》记者在现场多方采访后了解到，固态电池的市场化推广已经出现时间表，有车厂表示重要节点是在2027年。但另一个现实是，市场化推广不等于量产，稳定量产的条件必然是要解决成本高企和材料瓶颈的问题。

固态电池的“想象力”寄托

2020年下半年至今，锂价迎来了史无前例的大周期。从4万元/吨到60万元/吨，再从60万元/吨到15万元/吨，现在从15万元/吨到30万元/吨⋯⋯剧烈波动的价格引发新能源产业链上下游的“兄弟反目”。

“内卷”到难以生存，各家厂商也纷纷站出来呼吁自救。卷的尽头就是卷“想象力”，卷出来了，日子才有盼头，而尚未商业化的固态电池就是动力电池的“想象力”。9月2日，南都电源等A股一大堆固态电池概念股涨停。南都电源已经后知后觉，早在8月21日，鹏辉能源拉出“20CM”涨停，鹏辉能源固态电池新品发布会之前，股价曾一度大涨65.69%。

根据全球资讯机构SNE research报告，到2030年，全球液态锂离子电池供应量将从2023年的687GWh增加到2943GWh，增加4.3倍，占电池市场的95%以上，全固态电池的供应量则会从2025年开始的0.2GWh，增加到131GWh，市场渗透率将达到4%左右。

难解的“固-固界面”问题

2024年世界动力电池大会，从主论坛到分论坛都能听到固态电池的声音。

过去两年的主旨演讲，曾毓群的内容都是宁德时代已经量产或即将量产的产品。这一次，他首次对外透露了在宁德时代实验室的固态电池。

“我们目前的研究进展也处在4左右，但是对比全世界的情况，我们的研究应该算是‘领先一大步’，或者英文叫作Second to none。”曾毓群说，如果用数字1到9，表示固态电池的技术和制造成熟度，1是刚开始涉及这一领域，9是技术成熟，可以投入大规模生产。当前行业最高水平只到了4左右，只是做出了一些器件样品，进行一些实验验证。

但要固态电池达到“4”的水平，宁德时代用了足足七八年的时间。

固态和传统液态电池，从名字上就能看出区别。传统液态电池体系成熟，但难以出现大幅性能突破。“从兼顾高能量密度和本征安全性两方面出发，以锂金属作为负极，使用稳定、不易燃烧的固态电解质的全固态锂离子电池将成为未来最有技术颠覆潜力的电池。”财信证券的研报如此解释道。

看上去，固态电池是新事物，但其实它并不“新”。它在中国的历史甚至要比液态锂电池要早。

早在1976年我国便开始探索固态锂电池技术，中国科学院在多个五年计划中将其列为重点课题。1987年启动的“863计划”也将固态锂电池列为重点课题。但后来随着液流电池的成熟，固态电池路线逐渐被忽视。

曾毓群对它的弊端有一个阐述——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。他说：“当前行业最高水平只到了4左右，只是做出了一些器件样品，进行一些实验验证。这些器件的使用，有很多边界条件，如要在6000个大气压下，才能实现较高的低温性能等。这意味着这些器件还无法投入市场应用。”

用通俗的语言去解释“固-固界面”问题，就是固态电池锂离子交互的“颗粒度难以对齐”。

欧阳明高院士工作站对固态电池有很多实验室研究，运营实体法人单位，四川新能源汽车创新中心有限公司董事长华剑锋告诉《每日经济新闻》记者：“锂离子在液态电解质能很好移动，变成固态没有液体，固态电解质和固态电解质之间接触，所有的锂离子都在固态电解质膜上去迁移。”表面看，锂离子与锂离子是接触在一起，但在微观上不可能是一个绝对的光滑平面接触，可能这里凸出一点，那里凹进去，最后导致电导率很低。要提高电导率，锂离子接触要紧，就需要外界施加一个很高的大气压力。在实验室里，自然能提供一个很大压力，但离开实验室后，在整车上很难一直保持住高压。

固态电池高昂的价格如何破？

解决固态电池的性能，要解决材料本身的瓶颈。曾毓群点出，对电池来说，材料和化学体系是本质，其他的就是“文”，把材料和化学体系研发好，是做好电池的基本功，是电池品质的决定性要素。

瓶颈难突破，商业化难实现，固态电池的“想象力”该怎么落地？

9月1日下午的全球先进电池前瞻技术专题会议，就是针对固态电池的一场专题讨论。

这是一场十分火爆的论坛，14时20分，会议还没有开始，进门处就已经拥挤到没有落脚的地步。

中国全固态电池产学研协同创新平台专家委员会副主任、上海大学教授卢世刚是主持人，他在最后的圆桌讨论环节发出了惊叹之声。

早在1976年，一位在德国的年轻访学学者向领导写信，要去研究固态电池。这个年轻的访学学者后来回国，成为“863”计划“七五”储能材料（聚合物锂电池）项目的总负责人。他就是在固态电池领域大名鼎鼎的中国工程院院士、物理所研究员陈立泉。陈立泉创办了一家生产固态电池的企业北京卫蓝新能源科技股份有限公司（以下简称“卫蓝新能源”），锂矿巨头天齐锂业也对其有参股。

卫蓝新能源董事长俞会根是圆桌论坛第一个发言的嘉宾，他让卢世刚惊讶的点在于他表示“硫化物电池今年就会有销售额”。

卢世刚反问：“已经有产品了？”

俞会根回答得很有信心：“对，今年是有销售额。对于聚合物、复合物来讲，今年会一定完成A样，曾（曾毓群）说是四级，我觉得我们跟四级差不多。”

卢世刚接着反问：“四级是概念验证，还是实验室产品？”

俞会根又说：“到明年这个时候，对于复合全固态电池来讲，我觉得应该在市场上也能买到我的产品。”他用肯定的语句补充：“全固态的！”

卢世刚也很振奋：“好消息！今天第一次听到硫化物（固态电池）今年会有销售。”

在接受《每日经济新闻》记者采访时，俞会根对卫蓝新能源能量产固态电池有十足的自信。

“到2030年，要把全固态电池的销售价格控制在5毛钱（0.5元/Wh）以下。”他说。记者对比了当前动力电池报价的参考数据，目前中国磷酸铁锂动力电池报价已降至0.5元/Wh以下。这意味着到了这一天，磷酸铁锂动力电池对全固态电池已经丧失了价格优势。

俞会根说固态电池成本之所以现在难以下降，和没有实现量产有关。他举了一个简单的例子，硫化物固态电池的材料成本现在是1000块钱/公斤，“对于硫化物来讲，它里面就没有贵的东西，200块钱/公斤又可不可以？到时候下降空间大了”。

关键时间表在2027年

尽管“固-固界面”问题是需要解决的关键问题，但科学每一步向前的发展是常态。

固态电池的商业应用不只是中国锂电企业所关注，还包括国外企业。

法国达索系统，全球十大工业软件公司之一，BIOVIA全球战略副总裁Reza SADEGHI接受了《每日经济新闻》记者采访。他说：“中国在电池研究的整体领域非常先进，尤其是他们正在重点研究固态电池的稳态问题。”

据其了解，中国业界在推进固态电池的发展方面也处于有利地位。当中的优势在于中国生产的汽车数量众多，获得的反馈数据对于固态电池技术发展非常有价值，“解决稳定性和安全性的关键问题”。

尽管固态电池要实现大规模的商业化还需要一段时间，但只是时间问题。相比传统液流电池，固态电池确实带来了安全方面的改善。不过，Reza SADEGHI并不认为固态电池和液流电池是此消彼长的关系，“我认为不会看到液态电池的完全淘汰，转而完全采用固态电池。这将是一个随时间演变的过程。假设成本问题可以得到管理，固态电池将会占据优势，半固态电池也有很多应用场景”。

事实上，不少整车企业和电池企业都已经推出了固态电池出台的时间表。比亚迪CTO（首席技术官）孙华军说，2027年到2029年是硫化物固态电池的示范期，主要针对中高端电动车。从2030年到2032年，硫化物固态电池会进入拓展期，将运用到主流电动汽车。

广汽埃安新能源汽车股份有限公司电池研发部负责人李进说，固态电池实现装车应用，还存在诸多技术性难题需要克服，“2027年—2030年会是固态电池小规模示范运营阶段。如果解决固态电池低压力运行的问题，固态电池有可能在3C、E-vtol（电动垂直起降）产品上率先应用”。