中國儲能網(wǎng)訊：自2025年起，固態(tài)電池技術(shù)持續(xù)革新。在能量密度方面，國內(nèi)頭部企業(yè)已實現(xiàn)全固態(tài)電池能量密度突破400Wh/kg。在充放電倍率方面，部分廠商和科研團隊已攻克高倍率充電的技術(shù)瓶頸，產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展在2024年快速推進的基礎(chǔ)上更上一層樓。
高工鋰電（GGII）分析稱，固態(tài)電池仍處于發(fā)展初期，目前半固態(tài)電池已實現(xiàn)10GWh級別出貨，全固態(tài)電池有望于2028年進入GWh級應(yīng)用階段。
作為下一代電池技術(shù)的關(guān)鍵方向，固態(tài)電池被視為破解電池低成本、高安全性、高能量密度這一“不可能三角”的“終極解決方案”。近日，時代周報記者專訪了方正證券研究所電力設(shè)備與新能源行業(yè)首席分析師郭彥辰，探討了固態(tài)電池從技術(shù)路徑到供應(yīng)鏈的顛覆性變革；從高端車型市場的激烈競爭，到儲能、消費電子領(lǐng)域的潛在爆發(fā)——固態(tài)電池如何叩開商業(yè)化的大門，以及它能否真正開啟新能源產(chǎn)業(yè)的“下一個黃金十年”。
技術(shù)攻堅——路線博弈與材料革新
時代周報：在全球范圍內(nèi)，哪種固態(tài)電池技術(shù)進展最為迅速？各技術(shù)路線的優(yōu)勢和劣勢分別是什么？您更傾向于哪條技術(shù)路徑的商業(yè)化前景？
郭彥辰：目前硫化物和氧化物固態(tài)電池技術(shù)進展相對較快。從技術(shù)路線來說，硫化物固態(tài)電解質(zhì)理論性能最優(yōu)；氧化物固態(tài)電池電化學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性好，安全性高；聚合物固態(tài)電池柔韌易加工，但離子電導(dǎo)率低；鹵化物電解質(zhì)性能均衡，結(jié)合了氧化物和硫化物的優(yōu)點，但存在高電壓穩(wěn)定性和濕度敏感性問題。
我認為，硫化物和氧化物路線都有較好的商業(yè)化前景，聚合物目前則更多地被作為輔助材料。硫化物路線若能解決穩(wěn)定性和成本問題，憑借高離子電導(dǎo)率可在對能量密度和充放電速度要求高的電動汽車領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。氧化物路線憑借良好的穩(wěn)定性，更易在早期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，可先應(yīng)用于對安全性要求高、對充放電速度要求相對不高的領(lǐng)域，如儲能、低速電動車等，因此，引用歐陽明高院士的那句話“最終勝出的或許不是單一路線，而是特定場景下的最優(yōu)技術(shù)組合?！?/span>
時代周報：未來1～2年，哪些材料方面的突破可能顛覆現(xiàn)有的技術(shù)格局？一旦固態(tài)電池實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，對整個鋰電產(chǎn)業(yè)鏈，尤其是產(chǎn)業(yè)鏈上游將產(chǎn)生哪些影響？
郭彥辰：未來新型復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)材料可能是關(guān)鍵，如將不同類型電解質(zhì)的優(yōu)勢相結(jié)合，開發(fā)出兼具高離子電導(dǎo)率和良好穩(wěn)定性的材料。另外，高性能的電極材料，如新型富鋰正極材料、高容量硅基負極材料等，若能在界面兼容性和穩(wěn)定性上取得突破，也可能顛覆現(xiàn)有技術(shù)格局。
固態(tài)電池如果能夠量產(chǎn)，對上游鋰等金屬原材料的需求總量可能繼續(xù)增加，但另一方面，由于固態(tài)電池能量密度更高，單位電量所需的原材料可能會減少。對于鋯、鑭等用于氧化物等固態(tài)電解質(zhì)的金屬，需求將顯著增加。
產(chǎn)業(yè)進階——商業(yè)角逐與供應(yīng)鏈重塑
時代周報：目前哪些企業(yè)在固態(tài)電池商業(yè)化方面處于領(lǐng)先地位？
郭彥辰：寧德時代作為鋰電行業(yè)龍頭，在固態(tài)電池領(lǐng)域投入大，具備強大的研發(fā)實力和產(chǎn)業(yè)整合能力、開發(fā)的硫化物全固態(tài)電池指標(biāo)優(yōu)異；清陶能源亦是國內(nèi)固態(tài)電池領(lǐng)域的重要企業(yè)，在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面進展較快，已與多家車企合作開展固態(tài)電池裝車測試；另外，豐田在硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域布局早，專利眾多，技術(shù)成熟度較高。
固態(tài)電池目前仍處于百家爭鳴階段，并未有哪個團隊或者哪家企業(yè)具備絕對的優(yōu)勢，我們?nèi)云诖笥懈鄡?yōu)秀的電池和材料廠商的量產(chǎn)產(chǎn)品能夠脫穎而出。
時代周報：目前全球及國內(nèi)主要整車廠商在固態(tài)電池上的布局情況如何？哪些車企有望率先實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車？如豐田計劃2027年量產(chǎn)，國內(nèi)哪些車企最有可能跟進？
郭彥辰： 從全球整車廠商布局來看，豐田大力研發(fā)硫化物固態(tài)電池，計劃 2027 年量產(chǎn)；寶馬與 Solid Power 啟動全固態(tài)電池聯(lián)合研發(fā)，并將采用其提供的全固態(tài)電池中試生產(chǎn)線。本田也試生產(chǎn)純電車使用的全固態(tài)電池。
從國內(nèi)整車廠商布局來看，比亞迪通過專利申請和與科研機構(gòu)合作布局固態(tài)電池；廣汽集團公布了全固態(tài)電池技術(shù)進展，并預(yù)計將在 2026 年搭載在昊鉑車型上；上汽集團旗下智己汽車推出了行業(yè)內(nèi)首款應(yīng)用于量產(chǎn)車型的“超快充固態(tài)電池1.0”及“準 900V超快充固態(tài)電池”，奇瑞希望在2026年實現(xiàn)面向定向運營的全固態(tài)電池上車等。
目前進度看，國內(nèi)車企中，廣汽、上汽、比亞迪、奇瑞等車企有較大可能較早實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)裝車。
時代周報：當(dāng)前行業(yè)普遍認為固態(tài)電池成本難以下探至1元/ Wh，您怎么看這一成本預(yù)估？哪些關(guān)鍵成本構(gòu)成最具挑戰(zhàn)？何時能實現(xiàn)固態(tài)電池與液態(tài)電池的成本平價？
郭彥辰：目前固態(tài)電池成本高主要是由于原材料制備成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)線規(guī)模小等原因。隨著技術(shù)進步和規(guī)模化生產(chǎn)，成本有較大下降空間，但要達到1元/ Wh 仍面臨挑戰(zhàn)。
其中，電解質(zhì)成本是主要挑戰(zhàn)，特別是硫化物電解質(zhì)成本占比超50%，原材料昂貴且制備需無水無氧環(huán)境，難以降低成本。工藝上，固態(tài)電池電極與電解質(zhì)界面處理要求高，現(xiàn)有工藝難以保證良好接觸和穩(wěn)定性，增加了生產(chǎn)成本。產(chǎn)線建設(shè)方面，由于技術(shù)不成熟和專用設(shè)備缺乏，建設(shè)成本高且生產(chǎn)效率低，也導(dǎo)致固態(tài)電池成本居高不下。
全固態(tài)電池可能在5～10年內(nèi)實現(xiàn)成本平價，但若技術(shù)進展緩慢或規(guī)?；a(chǎn)受阻，則需更長時間。
時代周報：在與上市公司交流的過程中，了解到當(dāng)前國內(nèi)設(shè)備可能還無法完全滿足企業(yè)生產(chǎn)需要，另外整個產(chǎn)業(yè)鏈還不夠完善，這一點是否有解決途徑？供應(yīng)鏈何時形成完整閉環(huán)？是否仍存在瓶頸問題？
郭彥辰：對于國內(nèi)設(shè)備無法滿足生產(chǎn)需要的問題，我認為，一方面需要國內(nèi)設(shè)備廠商加大研發(fā)投入，與固態(tài)電池生產(chǎn)企業(yè)合作，根據(jù)生產(chǎn)需求開發(fā)專用設(shè)備，提高設(shè)備的精度和生產(chǎn)效率。另一方面，可適當(dāng)引進國外先進設(shè)備和技術(shù)，進行消化吸收再創(chuàng)新。
對于產(chǎn)業(yè)鏈不完善的問題，我認為需要加強上下游企業(yè)之間的合作，建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，促進原材料供應(yīng)、電池生產(chǎn)、設(shè)備制造等環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展，同時政府應(yīng)出臺相關(guān)政策，引導(dǎo)資源向固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈傾斜，支持產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)的發(fā)展。預(yù)計在 3-5 年內(nèi)，隨著技術(shù)的成熟和市場規(guī)模的擴大，固態(tài)電池供應(yīng)鏈有望形成完整閉環(huán)。
時代周報：最近小米汽車車禍案引發(fā)大眾對動力電池安全性的探討，請問固態(tài)電池對于電動汽車安全性方面的影響或改觀有哪些？搭載固態(tài)電池就可以減少電動車碰撞起火事故的發(fā)生頻率嗎？固態(tài)電池因無液態(tài)電解質(zhì)，被認為能減少熱失控風(fēng)險。但在現(xiàn)實應(yīng)用中，哪些因素仍可能導(dǎo)致固態(tài)電池安全隱患？
郭彥辰：動力電池安全性一直是大家關(guān)注的重點。搭載固態(tài)電池確實能在較大程度上減少電動車碰撞起火事故的發(fā)生頻率，但不能完全杜絕。由于固態(tài)電池?zé)o液態(tài)電解質(zhì)，可減少漏液風(fēng)險，且固態(tài)電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性更好，能有效降低熱失控的概率，提高電池在過充、過放、短路等情況下的安全性。同時，固態(tài)電池的機械強度較高，能更好地承受碰撞和擠壓，減少因外力作用導(dǎo)致電池內(nèi)部短路而引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險。但在嚴重碰撞等極端情況下，仍可能導(dǎo)致電池結(jié)構(gòu)損壞，引發(fā)內(nèi)部短路，進而產(chǎn)生熱量，若熱量無法及時散發(fā)，仍有起火的可能。
現(xiàn)實應(yīng)用中，界面問題仍是主要隱患之一，電極與固態(tài)電解質(zhì)之間的界面接觸不良或在循環(huán)過程中產(chǎn)生界面阻抗增大、鋰枝晶生長等問題，可能導(dǎo)致電池局部過熱，引發(fā)安全事故。此外，固態(tài)電池在高溫環(huán)境下，固態(tài)電解質(zhì)可能會發(fā)生分解或與電極材料發(fā)生副反應(yīng)，降低電池的安全性；而在低溫環(huán)境下，離子傳導(dǎo)速率降低，可能導(dǎo)致電池充放電不均勻，也會產(chǎn)生安全隱患。
所以，固態(tài)電池理論上能夠在較大程度上減少電動車碰撞起火事故的發(fā)生頻率，但需要結(jié)合實際的技術(shù)成熟度和真實的使用場景。
市場瞭望——前景預(yù)判與投資抉擇
時代周報：您如何看待固態(tài)電池未來10年的發(fā)展前景？目前主流觀點認為固態(tài)電池將在2028—2030年實現(xiàn)商業(yè)化，您是否認同？是否可能提前？
郭彥辰：預(yù)計未來10年，固態(tài)電池將逐步從實驗室走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，市場規(guī)模將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，成為推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。主流觀點認為固態(tài)電池將在2028-2030年實現(xiàn)商業(yè)化，這種觀點有一定的合理性，也存在提前實現(xiàn)的可能性。但固態(tài)電池在技術(shù)、成本、產(chǎn)業(yè)鏈等多方面還不夠完善，目前尚未有根本性的突破。
存在困難的同時，同樣存在提前商業(yè)化的積極因素。第一，眾多車企和電池企業(yè)紛紛公布固態(tài)電池量產(chǎn)計劃，企業(yè)的大力投入和積極推進，有望加快固態(tài)電池的商業(yè)化進程。第二，借助人工智能技術(shù)，固態(tài)電池的研發(fā)效率得到大幅提升。全固態(tài)電池 AI大模型可實現(xiàn)材料體系智能匹配、設(shè)計參數(shù)智能選優(yōu)等研發(fā)服務(wù)，能讓電池研發(fā)效率提升1至2個數(shù)量級，這有助于加快解決固態(tài)電池的技術(shù)難題，推動其早日實現(xiàn)商業(yè)化。第三，新能源汽車市場對高性能電池的需求日益增長，傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的能量密度已接近上限，且存在安全隱患，難以滿足市場需求。最后，低空飛行器、人形機器人等新興場景的崛起，也為固態(tài)電池創(chuàng)造了更為廣闊的市場空間，市場的需求將有可能倒逼企業(yè)加快固態(tài)電池的商業(yè)化步伐。
時代周報：當(dāng)前固態(tài)電池發(fā)展中可能遇到的最大挑戰(zhàn)是什么？是否有未被市場充分關(guān)注但可能帶來重大突破的技術(shù)方向？
郭彥辰：當(dāng)前固態(tài)電池發(fā)展中可能遇到的最大挑戰(zhàn)仍是成本和技術(shù)的雙重制約。
技術(shù)方面，新型固態(tài)電解質(zhì)材料的研發(fā)是一個可能帶來重大突破的技術(shù)方向，例如開發(fā)兼具高離子電導(dǎo)率、良好化學(xué)穩(wěn)定性和機械性能的復(fù)合電解質(zhì)材料，或者探索新的電解質(zhì)體系，有望從根本上解決固態(tài)電池的界面問題和離子傳導(dǎo)問題。另外，納米技術(shù)和3D打印技術(shù)在固態(tài)電池中的應(yīng)用也值得關(guān)注，通過納米技術(shù)可以優(yōu)化電極材料的結(jié)構(gòu)和性能，提高電池的充放電效率和循環(huán)壽命；3D打印技術(shù)則可以實現(xiàn)固態(tài)電池的定制化生產(chǎn)，優(yōu)化電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高電池的能量密度和整體性能。
此外，除了界面穩(wěn)定性，低溫性能或快充能力也是固態(tài)電池商業(yè)化難點。所以我們?nèi)孕枰獜慕Y(jié)構(gòu)優(yōu)化和材料創(chuàng)新兩方面著手來幫助解決相關(guān)難點。
時代周報：目前A股市場上，哪些上市公司在固態(tài)電池領(lǐng)域具備較強投資價值？對于普通投資者，是否建議關(guān)注固態(tài)電池相關(guān)ETF或長期持有相關(guān)個股？
郭彥辰： 我認為，目前A股市場中，有不少深度布局固態(tài)電池研發(fā)的電池廠商、固態(tài)電池相關(guān)的設(shè)備、材料廠商都是極具潛力的。對于普通投資者，建議謹慎關(guān)注固態(tài)電池相關(guān)ETF或長期持有相關(guān)個股。固態(tài)電池領(lǐng)域毫無疑問具有較大發(fā)展?jié)摿Γ壳叭悦媾R技術(shù)不成熟、成本高、產(chǎn)業(yè)化進度不確定等風(fēng)險。相關(guān)ETF可作為一種分散投資的方式，幫助投資者參與固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展，但由于目前固態(tài)電池相關(guān)標(biāo)的在ETF中的權(quán)重可能較小，且行業(yè)發(fā)展初期波動較大，難以獲得穩(wěn)定收益。
對于長期持有相關(guān)個股，投資者需要深入研究企業(yè)的技術(shù)實力、市場競爭力、財務(wù)狀況等因素，選擇具有核心競爭力和良好發(fā)展前景的企業(yè)，并且要有長期投資的耐心和承受股價波動的能力。
