開局2023：固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化追蹤

摘要

在車企的積極推動(dòng)下，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程按下“加速鍵”，有望在2023年步入“裝車元年”，但距離真正市場化，仍任重道遠(yuǎn)。

2023開年以來，固態(tài)電池方面消息不斷，國內(nèi)多家新能源車企宣布了各自的固態(tài)電池裝車規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)界再次激發(fā)了對固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的熱議。

裝車提速

在車企的積極推動(dòng)下，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程按下“加速鍵”，有望在2023年步入“裝車元年”。

2月14日，總投資100億元的15GWh清陶能源動(dòng)力固態(tài)電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地正式簽約落地成都市郫都區(qū)，首條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能1GWh，預(yù)計(jì)首批半固態(tài)電池將在近期正式下線。在去年11月，清陶能源與北汽福田聯(lián)合開發(fā)的首套量產(chǎn)商用車固態(tài)電池系統(tǒng)已完成調(diào)試、正式下線。

2月7日，贛鋒鋰電發(fā)布消息稱，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的賽力斯純電動(dòng)SUV車型——SERES 5規(guī)劃于2023年上市。

2月6日，蔚來汽車總裁秦力洪表示,搭載150度半固態(tài)電池的蔚來ET7將于今年上半年推出。據(jù)悉，2022年11月，蔚來汽車的電池供應(yīng)商衛(wèi)藍(lán)新能源首顆固態(tài)動(dòng)力電芯已正式下線。

1月13日，東風(fēng)嵐圖在“追光”發(fā)布會(huì)上宣布，追光采用自研的“云母”電池系統(tǒng)，搭載的82kWh電池包采用了行業(yè)首個(gè)量產(chǎn)裝車的半固態(tài)電池。

可以看出，東風(fēng)、蔚來、賽力斯已宣布將于今年實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池裝車，長安深藍(lán)、智己、埃安、高合等車企普遍規(guī)劃2025年前裝車半固態(tài)電池，大眾、寶馬、豐田、奔馳、日產(chǎn)、越南VinFast等品牌也計(jì)劃在2025～2030年間推出搭載全固態(tài)電池的動(dòng)力汽車。

商業(yè)化轉(zhuǎn)折

固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池，從理論上的性能表現(xiàn)來看，固態(tài)電池能量密度可達(dá)到液態(tài)鋰電池的2~3倍，因此被視為最具潛力下一代電池技術(shù)之一。

在動(dòng)力電池安全性和能量密度亟待提升的大背景下，固態(tài)電池以高安全性、高能量密度等優(yōu)勢，受到了部分產(chǎn)業(yè)界的青睞。中國、日韓和歐美等國家的企業(yè)、科研院所都在積極推進(jìn)固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)，固態(tài)電池技術(shù)得以快速發(fā)展。

不過，固態(tài)電池還面臨技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化兩方面的難點(diǎn)，業(yè)界普遍認(rèn)為，全固態(tài)電池要在2030年左右才有望迎來量產(chǎn)裝車。因此，目前主流廠商大多按照液態(tài)——半固態(tài)——準(zhǔn)固態(tài)——全固態(tài)電池的發(fā)展路徑布局，逐步提升電池能量密度。

半固態(tài)電池作為介于鋰電池與固態(tài)電池之間的一個(gè)折中方案，電解液含量約在10%以下（傳統(tǒng)鋰電池電解液質(zhì)量占比約為20%），通常采用軟包+疊片封裝工藝。

2022年9月14日，國軒高科透露，公司的高安全半固態(tài)電池預(yù)計(jì)2023年批量交付。國軒高科預(yù)計(jì)，2025年后將生產(chǎn)出能量密度超過800Wh/L、超過400Wh/kg、循環(huán)800次的全固態(tài)電池。

孚能科技的半固態(tài)電池能量密度為330Wh/kg，能夠?qū)崿F(xiàn)2.2C快充。

衛(wèi)藍(lán)新能源首顆半固態(tài)電池于2022年11月下線，能量密度達(dá)360Wh/kg，衛(wèi)藍(lán)首席科學(xué)家李泓此前表示：“國內(nèi)企業(yè)推出的半固態(tài)電池各有特色，但有一個(gè)共同點(diǎn)，比現(xiàn)有鋰電池的能量密度有所提高，安全性也更好些?！?/p>

蜂巢能源也在開發(fā)半固態(tài)電池，能量密度將達(dá)260Wh/kg，預(yù)計(jì)2024年可超過350Wh/kg。

目前，半固態(tài)電池尚處于產(chǎn)業(yè)化前夕，已在航天、軍工、高端無人機(jī)等高安全性能要求以及較低成本敏感度的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)部分應(yīng)用，并將逐步向動(dòng)力及消費(fèi)電池領(lǐng)域擴(kuò)展。

在儲(chǔ)能方面，固態(tài)電池也探索商業(yè)化應(yīng)用場景。2022 年 8 月 18 日，移族創(chuàng)新發(fā)布了“墨子”系列戶外電源，采用“半固態(tài)電池+氮化鎵高頻雙向PCS+第一性原理思維導(dǎo)向的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”。

2022年8月18日，Zendure征拓舉行了家庭儲(chǔ)能新品SuperBase V年產(chǎn)7萬臺(tái)生產(chǎn)基地量產(chǎn)啟動(dòng)儀式，10月產(chǎn)能將達(dá)到2000臺(tái)，2023年1月產(chǎn)能將達(dá)到6000臺(tái)。據(jù)悉，SuperBase V是“即插即用式”的家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用半固態(tài)電池，支持3000W太陽能輸入，具備120V/240V雙電壓輸出能力，可定制容量范圍為6.4kWh至64kWh。

2022年8月26日，海博思創(chuàng)針對戶用、儲(chǔ)能電站及工商業(yè)等不同應(yīng)用場景研發(fā)出新一代HyperSafe系列本質(zhì)安全固態(tài)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品。項(xiàng)目案例包括：山東濟(jì)寧儲(chǔ)能電站；儲(chǔ)能容量：101MW/202MWh。

2021年8-12月，清陶能源固態(tài)能量艙產(chǎn)品成功交付昆山市第一人民醫(yī)院新院區(qū)（昆山東部醫(yī)療中心）和蘇州昆山奧體中心（昆山足球場）項(xiàng)目等。

在動(dòng)力電池方面，抓住過渡期的窗口，清陶能源、輝能科技、太藍(lán)新能源、衛(wèi)藍(lán)新能源等半固態(tài)電池企業(yè)獲得了資本與技術(shù)的雙重加持，正快速推進(jìn)半固態(tài)電池產(chǎn)能搭建與裝車測試。

產(chǎn)能方面，2020年7月，衛(wèi)藍(lán)新能源0.1GWh半固態(tài)電池產(chǎn)線投產(chǎn)；2021年，輝能科技半固態(tài)電池產(chǎn)能達(dá)1GWh。

可以看出，半固態(tài)電池企業(yè)當(dāng)前仍不具備大規(guī)模量產(chǎn)能力，且半固態(tài)電池應(yīng)用仍然停留在軍工、航天以及示范性儲(chǔ)能項(xiàng)目上面，商業(yè)化路徑仍有待探索和建設(shè)。

根據(jù)預(yù)測，半固態(tài)電池的商業(yè)化轉(zhuǎn)折點(diǎn)會(huì)在2024-2025年。分析認(rèn)為，東風(fēng)、蔚來、賽力斯等企業(yè)示范性裝車的市場反饋，或?qū)⒅瓢牍虘B(tài)電池加快迎來商業(yè)化轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

前路何方

對于研究固態(tài)電池是不是“點(diǎn)錯(cuò)技能樹”，市場中各執(zhí)一詞。半固態(tài)電池作為介于鋰電池與固態(tài)電池之間的折中方案，也同樣飽受“蹭熱度”、“炒概念”的質(zhì)疑。

當(dāng)前，固態(tài)電池發(fā)展仍然面臨以下難點(diǎn)：技術(shù)方面，存在固-固界面接觸不穩(wěn)定影響性能發(fā)揮、固體電解質(zhì)導(dǎo)電率差、采用鋰金屬易發(fā)生枝晶生長存在安全風(fēng)險(xiǎn)等問題；產(chǎn)業(yè)化方面，早期產(chǎn)品造價(jià)高，存在全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈需要大規(guī)模重構(gòu)和新設(shè)備開發(fā)、生產(chǎn)環(huán)境要求嚴(yán)苛、關(guān)鍵材料昂貴等問題。

因此，固態(tài)電池企業(yè)需積極拓展動(dòng)力、儲(chǔ)能等應(yīng)用新場景，提升產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值，加速商業(yè)化進(jìn)程，具體可以從以下兩個(gè)方面著手。

一方面，材料創(chuàng)新，持續(xù)降本：改良電解質(zhì)材料性能，突破現(xiàn)有電解質(zhì)導(dǎo)電率低等難題，提升本征安全，降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)；不斷革新材料，導(dǎo)入新型正負(fù)極、固態(tài)電解質(zhì)等，降低材料成本；提升能量密度，實(shí)現(xiàn)度電成本降低。

另一方面，優(yōu)化流程，改進(jìn)工藝：優(yōu)化產(chǎn)線設(shè)備生產(chǎn)工序及流程，創(chuàng)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高電芯封裝的良率與效率，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

在波瀾壯闊的產(chǎn)業(yè)變革實(shí)踐中，缺乏明確技術(shù)方向是新產(chǎn)業(yè)的普遍迷思，同樣也是蘊(yùn)含金礦的新大陸。產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)時(shí)刻面對“兩難”抉擇，要在大浪中屹立不倒，既要搶抓賽道新風(fēng)口，同時(shí)又要在新技術(shù)選擇上保持警惕之心，以免“步子太大”對企業(yè)自身產(chǎn)生不利影響，在新一輪殘酷的淘汰賽中保持持續(xù)競爭優(yōu)勢。

審核編輯 ：李倩