量产之约已近，固态电池全球竞速战打响

  浩博电池网讯：近日，有关固态电池的大消息一个接着一个。

  稳居我国电子产品制造业金字塔顶的富士康刚刚在官微发布消息，将在郑州航空港经济综合实验区重点布局固态电池产业，打造固态电解质、半固态及全固态电芯研发和生产制造项目。

  此前，全球电池巨头宁德时代和新能源汽车“顶流”特斯拉则前后脚爆出固态电池研发突破取得新进展。

  宁德时代获得有关电池测试模具及电池测试装置的固态电池实用新型专利授权。该专利可分为夹持件和压紧件两部分，夹持件可装载固态电池粉体，压紧件可复制夹持件来进行操作。

  特斯拉最新专利信息则公开其采用新材料将电池循环寿命提升了10%。新材料即为富锰正极材料中加入苏打粉（碳酸钠），用掺杂金属离子的方法改善材料结品性和稳定性，减少溶出和析出，降低电压衰减。

  而欧洲老牌车企大众汽车集团也着手扩大布局。

  其旗下电池公司PowerCo和美国初创公司QuantumScape宣布达成协议，将大幅提高合作开发的固态电池产量，目标是将这项技术引入更多车辆。

  根据协议，在QuantumScape的固态电池技术实现一定的进步后，PowerCo将获得基于QuantumScape技术平台大规模生产电池的许可，并支付特许权使用费。PowerCo每年可以使用QuantumScape的技术实现40GWh的产能，并可选择将产量扩展到80GWh。

  以石入水，激起千层浪花。被冠以“下一代电池技术竞争的制高点”之称的固态电池，再一次被推升至动力储能的风口浪尖。

何以成为“未来向”技术

  早有行业声音传来，之所以成为备受推崇的“未来向”技术，固态电池确有明显优势，特别是在锂离子电池能量密度开发已近极致下。

  在传统的液态锂离子电池体系中，正负极所用的材料在很大程度上决定了电池本身的带电量，即能量密度，而电解液与隔膜是作为锂离子的传输媒介存在于电池结构中。

  作为能源储存领域的新型技术，固态电池的正极、负极和电解质均为固态，省略了电解液，电解质盐隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等材料，以金属锂代替负极，如此一来，整个电池的能量密度得到明显提高。

  有公开资料显示，磷酸铁锂电池能量密度通常为100—160Wh/kg，三元锂电池能量密度为150—350Wh/kg，液态电池能量密度接近350Wh/kg，而固态电池能量密度能达到400-900Wh/kg。另有行业人士表示，根据目前的实验结果，固态电池能量密度可以达到传统电池的4-5倍。

  顺应电池小型化、轻量化趋势，固态电解质因本身即可传导锂离子，起到了隔膜和电解液的作用，因而大大降低了固态电池的厚度。而在传统锂离子电池中，这两者加起来占据电池近40%的体积和25%的质量。

  实现了轻薄化处理的固态电池，柔性程度也明显提高。据悉，通过使用适当的封装材料，固态电池可以经受几百甚至几千次的弯曲，还保证性能几乎不衰减。

  相比传统锂离子电池，液态电解质易燃易挥发以及锂枝晶现象，导致电池一旦受到冲击或短路，或有失控爆炸的风险，而使用固态电解质的固态电池则没有这种后顾之忧。

  种种“与众不同”的特性和结构，让固态电池在安全性、稳定性、长寿命、快充速度，宽温域和高环境适应性等方面，相较于传统锂离子电池优势明显，能够更好地支撑各类能源存储技术在全气候、全场景、高安全使用的需求。

  “全固态电池是公认的下一代电池的首选方案之一，也将成为下一代电池技术竞争的关键制高点。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高此前在公开场合不止一次发表过类似观点。

竞速战打响

  从电池技术的竞争来看，毫无疑问，中国锂电产业在现有的磷酸铁锂电池和三元电池技术路线上已经在全球掌握赢面。但，锂电竞争格局并非一成不变。

  每一轮新的技术爆发和产业周期调整都会带来新的电池巨头崛起。固态电池作为下一代电池技术路线，目前已成为海外企业迅速调转攻坚、实现突破的风口和方向。

  反应最快的是日本。以丰田为代表的日本企业早早下场布局。

  2008年，丰田、日产等企业已开始研发以硫化物为电解质的全固态电池。

  2023年6月，丰田宣称“全固体电池”研制成功，仅充电10分钟，续航就能达到1200公里；同年10月，其高调宣布，争取在2027年至2028年实现全固态电池进入实用化阶段。

  据《日本经济新闻》与专利调查公司Patent Result的联合调查显示，在自2000年至2022年3月的专利申请总数中，排名前五的企业中有4家来自日本，其中丰田凭借1331件的总数跻身榜首，而排在出第二位的松下控股，则获得445件专利技术。

  今年4月，日产公开其约1万平方米空间的全固态电池试生产线的预定设置场所，并计划于2025年3月开始生产全固态电池，目标2028年度量产。

  在2022版《蓄电池产业战略》中，日本明确提出要率先实现全固态电池等下一代电池技术的商用，到2030年左右实现全固态锂电池的正式商业化应用。

  韩国紧随其后。

  三星SDI开发全固态电池的历程最早可追溯到10多年前，今年3月，其发布全固态电池量产规划，预计2027年量产。

  韩国电池三巨头的另外两家企业LG能源解决方案和SK On也在持续布局，前者预计于2026年推出聚合物全固态电池，并设定了2030年实现硫化物全固态电池商业化的目标；后者预计2025年在大田电池研究所建造全固态电池试验生产线，但暂时没有量产时间表。

  根据韩国发布的《2030 二次电池产业发展战略》和《二次电池产业创新战略》，该国将在 2026 年实现车端固态电池商业目标。

  与日本车企在固态电池上的自主研发相比，欧美老牌汽车商家更多依赖Solid Power、Quantum Scape、Factorial Energy、lonic Materials等新技术企业。

  比如本文开篇提及的大众对QuantumScape的投资。此外，宝马和福特投资了Solid Power；奔驰则投资了Factorial Energy，双方就共同开发固态电池达成合作。

  在美国于2021 年发布《锂电池 2021-2030 年国家蓝图》中，已明确提出2030年实现固态电池规模化生产的目标，而欧盟在2023年发布《欧洲电池研发创新路线图》和第三版《电池 2030+路线图》中，也提及了相关预期。

  全球范围内，中国是新能源汽车和储能领域规模最为可观的重要市场之一。除了已占据主导优势的液态锂离子电池领域，中国本土企业在固态电池赛道上，也走上了前沿阵地。

  比如宁德时代采用硫化物固态电解质的固态电池，正极高镍三元的克容量发挥可以达到230mAh/g，实现5mAh/cm²超高面容量；预计到2027年实现全固态电池小批量生产。

  比如国轩高科全固态电池金石电池，能量密度可达350Wh/kg，预计2027年实现全固态电池小批量上车实验，2030年实现量产。

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