文 | 華夏能源網(wǎng)

2024年年末，華為的“現(xiàn)身”，再次攪動(dòng)了固態(tài)電池江湖。

11月，華為公布了一項(xiàng)關(guān)于硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料及制備方法的專利，一時(shí)轟動(dòng)業(yè)界。而有心人發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)專利早在2023年5月就已經(jīng)向有關(guān)機(jī)構(gòu)提交申請(qǐng)了——華為都“下場(chǎng)”了，使得行業(yè)情緒進(jìn)一步高漲。

華夏能源網(wǎng)&華夏儲(chǔ)能注意到，2023年至2024年以來，全球產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)密集發(fā)布固態(tài)電池的進(jìn)展，整車企業(yè)是代表。去年7月，豐田聲稱“將在2027～2028年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池技術(shù)商業(yè)化”。

而國(guó)內(nèi)車企中，先是上汽集團(tuán)和廣汽集團(tuán)已官宣，能夠“最早在2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)和上車”；今年3月，蔚來汽車宣布其電池合作伙伴（衛(wèi)藍(lán)新能源）提供的150kWh超長(zhǎng)續(xù)航的電池包正式進(jìn)入量產(chǎn)，已于今年6月投入使用，但“只租不售”。

電芯廠商中，國(guó)軒高科（SZ:002074）、太藍(lán)新能源等也陸續(xù)宣布在固態(tài)電池領(lǐng)域取得的新突破。

盡管好消息頻傳，但值得注意的是，“上車”不等于“量產(chǎn)”，此外，“半固態(tài)”與“固態(tài)”也是兩個(gè)完全不同的概念，沒有落地路線圖和時(shí)間表的官宣只能算作“PPT階段”。

然而，這并不影響固態(tài)電池的概念股的持續(xù)火熱。如今A股市場(chǎng)的“固態(tài)電池”概念股，名單可以拉上50家。企業(yè)稍有固態(tài)電池相關(guān)信息發(fā)布，便會(huì)收獲一輪股價(jià)上漲。因此，企業(yè)蹭概念來拉動(dòng)股價(jià)的操作不在少數(shù)，這也給固態(tài)電池技術(shù)的真實(shí)進(jìn)展蒙上了迷霧。

還沒有見到牛排，先聞“滋滋聲”——這不一定是好事。

有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，截止到2024年，固態(tài)電池在技術(shù)上還沒有突破性進(jìn)展，距離量產(chǎn)還有一定的距離，真正的拐點(diǎn)遠(yuǎn)未來臨。華夏儲(chǔ)能希望在固態(tài)電池?zé)岢敝?，提出三點(diǎn)冷思考：

冷思考之（一）：寧德時(shí)代的曖昧和保守

與業(yè)內(nèi)大多圍繞固態(tài)/半固態(tài)電池開始拉投資、建產(chǎn)線的企業(yè)心態(tài)似有不同，鋰電龍頭寧德時(shí)代（SZ:300750）對(duì)固態(tài)電池的預(yù)期和態(tài)度，顯得有些保守和曖昧。

2023年年中，豐田高調(diào)宣布其固態(tài)技術(shù)取得重大突破之后，在當(dāng)年7月舉辦的一場(chǎng)汽車行業(yè)論壇上，寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱對(duì)此評(píng)價(jià)，“全固態(tài)電池，目前還有些核心問題亟待解決。如果豐田說現(xiàn)在能量產(chǎn)全固態(tài)電池，我表示懷疑。但到2027年我沒辦法預(yù)測(cè)。以寧德時(shí)代的技術(shù)水平而言，也很有難度?！?/p>

吳凱的坦誠(chéng)，被認(rèn)為一定程度上代表了寧德時(shí)代的態(tài)度。

實(shí)際上，寧德時(shí)代當(dāng)家人曾毓群自己很早就真金白銀的投資過固態(tài)電池。

今年3月，曾毓群在接受英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》采訪時(shí)透露，“（寧德時(shí)代）完全支持固態(tài)電池，我在這方面已經(jīng)投資了10年。我?guī)缀趺總€(gè)月都會(huì)了解研發(fā)人員在固態(tài)電池方面的工作，所以我知道所有的進(jìn)展?！?/p>

但在實(shí)際的研發(fā)方面，寧德時(shí)代展現(xiàn)了“保守”的一面。吳凱曾公開表示，如果用技術(shù)和制造成熟度作為評(píng)價(jià)體系（以1—9打分），寧德時(shí)代的全固態(tài)電池研發(fā)目前處于4分的水平，到2027年能達(dá)到7—8分的水平，或是基于對(duì)技術(shù)水平的成熟度考量，寧德時(shí)代未急于推進(jìn)量產(chǎn)。

與之印證的是，在前述采訪中，曾毓群還表示，寧德時(shí)代研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)不是固態(tài)電池，而是使用半固態(tài)材料的鈉離子電池和凝聚態(tài)電池。

其研發(fā)進(jìn)展，也印證了其對(duì)于固態(tài)電池的態(tài)度。與固態(tài)電池緩慢的進(jìn)展相比，寧德時(shí)代反而在鈉離子電池、凝聚態(tài)電池均取得了巨大突破。

在鈉離子電池領(lǐng)域，早在2021年7月，寧德時(shí)代就發(fā)布了第一代鈉離子電池及鋰鈉混搭電池包，且對(duì)鈉離子電池的規(guī)劃相對(duì)清晰——2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2023年4月，寧德時(shí)代生產(chǎn)的鈉離子電池首發(fā)落地應(yīng)用于奇瑞車型。

2024年10月，寧德時(shí)代發(fā)布全球首款純電續(xù)航400公里以上且兼具4C超充能力的“驍遙超級(jí)增混電池”，據(jù)稱，該款電池使用了鈉離子電池技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)零下40攝氏度極寒環(huán)境下放電的突破。耐低溫，實(shí)際上是固態(tài)電池所宣稱的優(yōu)勢(shì)之一，寧德時(shí)代在鈉電研發(fā)上實(shí)現(xiàn)了這一性能突破。

不久前，曾毓群曾預(yù)判，鈉離子電池有望在部分應(yīng)用上替代2至3成磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用，顯然對(duì)鈉離子電池的期望值遠(yuǎn)超固態(tài)電池。

而寧德時(shí)代的凝聚態(tài)電池，則正式發(fā)布于2024年4月。據(jù)稱，該電池的單體能量密度高達(dá)500Wh/kg，是三元鋰電芯的1.5倍。寧德時(shí)代官方表示，“它并非傳統(tǒng)意義上的半液半固態(tài)的電池，而是一種由全新化學(xué)材料打造而來的新產(chǎn)品?！?/p>

寧德時(shí)代相信，這種“新產(chǎn)品”的優(yōu)勢(shì)在于能量密度更高，并且安全性比傳統(tǒng)的鋰電池好。對(duì)固態(tài)電池曖昧的寧德時(shí)代，更執(zhí)著于這一“新物種”。

不久前的12月19日，寧德時(shí)代在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示，凝聚態(tài)電池可用于民用飛機(jī)電動(dòng)化（即eVTOL，電動(dòng)垂直起降飛行器）。而低空飛行器領(lǐng)域，已被業(yè)界公認(rèn)是固態(tài)電池的最佳應(yīng)用場(chǎng)景。

冷思考之（二）：全球研發(fā)困局

回溯全球固態(tài)電池研發(fā)史，日本是最早起步的國(guó)家。

日本此前也十分重視固態(tài)電池研發(fā)，并將其作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在一些本土龍頭企業(yè)探索下，日本固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展到如今，已經(jīng)具備了先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

其中，東芝在1983年就開發(fā)出了可實(shí)用的Li/TiS2薄膜固態(tài)電池；如今在技術(shù)上最領(lǐng)先的則是豐田。早在2008年，豐田就通過合作的方式，展開了固態(tài)電池的研發(fā)，目前擁有1300多項(xiàng)相關(guān)專利，是全球擁有專利數(shù)量最大的企業(yè)，占據(jù)全球固態(tài)電池專利數(shù)量的13%之多。

盡管光環(huán)顯赫，但豐田的固態(tài)電池研發(fā)之路卻不盡人意。此前，豐田曾計(jì)劃在2020年推出搭載固態(tài)鋰離子電池的電動(dòng)汽車，并于2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。該計(jì)劃早已落空。

巨大的時(shí)間成本，卻沒有換來預(yù)期的成果。

值得一提的是，在固態(tài)電池研究方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)雖不及日本起步早，但近年來，由于參與者越來越多，在投資規(guī)模上已經(jīng)超越了日本。

我們的企業(yè)為何如此熱情？

不得不提到，固態(tài)電池成為又一個(gè)國(guó)家“自上而下”從零開始進(jìn)行扶持的產(chǎn)業(yè)。今年5月，業(yè)內(nèi)有消息稱，中國(guó)或?qū)⑼度爰s60億元用于全固態(tài)電池研發(fā)，國(guó)內(nèi)共有六家企業(yè)或獲得政府基礎(chǔ)研發(fā)支持，這一消息如一支“興奮劑”，令國(guó)內(nèi)企業(yè)的熱情提振起來。

國(guó)家隊(duì)下場(chǎng)、60億元資金支持，實(shí)際上也印證了固態(tài)電池研發(fā)難度大，同時(shí)，研發(fā)固態(tài)電池確實(shí)是一件燒錢的事情。

固態(tài)電池研發(fā)之難，連寧王都叫苦不迭。曾毓群曾在公開表示，“寧德時(shí)代已經(jīng)在這方面投資了10年，固態(tài)電池只有在使用新型化學(xué)材料、負(fù)極電極使用純鋰金屬的情況下才會(huì)有很大優(yōu)勢(shì)，要將這種電池推向市場(chǎng)，還有很多困難。”

比亞迪電池CTO孫華軍也曾表示，“我們有大量實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，也做了大電池，結(jié)果發(fā)現(xiàn)固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)還是有大量的問題?！?/p>

華夏儲(chǔ)能注意到，當(dāng)前，在通往全固態(tài)電池的道路上橫亙著兩座大山：

一個(gè)是界面問題。

鋰電池正負(fù)極之間的物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)，避免了泄漏的可能性，穩(wěn)定性得到進(jìn)一步增強(qiáng)，這也使得發(fā)生熱失控的風(fēng)險(xiǎn)降低，而使得安全性得以提高。但是，固固接觸的天然不穩(wěn)定性，電解質(zhì)在充放電過程中可能引發(fā)體積膨脹和收縮的問題，都會(huì)影響電池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，直接影響固態(tài)電池的循環(huán)壽命等性能。

一個(gè)是枝晶問題。

枝晶是鋰電池充電過程中，鋰離子還原形成的樹枝狀金屬鋰。鋰枝晶生長(zhǎng)到一定程度，就會(huì)刺穿隔膜，導(dǎo)致內(nèi)部短路，引發(fā)起火。理論上，如果采用固態(tài)電解質(zhì)，枝晶難以穿透固體材質(zhì)。而事實(shí)上，枝晶依然可以沿著電解質(zhì)間的縫隙延伸而生長(zhǎng)。而且，與電解液相比，電解質(zhì)更適合枝晶的生長(zhǎng)。

有部分專家認(rèn)為，自全球開始研發(fā)固態(tài)電池開始，上述兩個(gè)問題幾乎無解。迄今，十余年過去，攔路虎仍然在。

或許展望未來，將來業(yè)內(nèi)有望通過材料的創(chuàng)新，工藝的突破，將兩座大山徹底鏟平。但全產(chǎn)業(yè)鏈在資金上還要投入多少？時(shí)間還要等多久？這都是值得思考的問題。

冷思考之（三）：致命弱點(diǎn)，難解行業(yè)痛點(diǎn)

行業(yè)之所以熱衷于研發(fā)固態(tài)電池，一是出于對(duì)能量密度的極致追求，另一則是為了更好的解決鋰電池的安全問題。

華夏儲(chǔ)能注意到，每當(dāng)電動(dòng)汽車或儲(chǔ)能電站發(fā)生起火事件后，固態(tài)電池便會(huì)迎來一番關(guān)注，資本市場(chǎng)也會(huì)有相應(yīng)的強(qiáng)烈反映。在行業(yè)內(nèi)，全固態(tài)電池也被當(dāng)成解決鋰電池安全問題的“法寶”。

但問題是：全固態(tài)電池真的百分百安全嗎？

今年11月22日，國(guó)家消防救援局召開的例行新聞發(fā)布會(huì)上，針對(duì)新能源安全問題重點(diǎn)指出了兩大問題：一是鋰電池的熱失控不可避免，二是滅火救援的難題還沒有有效解決。

鋰元素的特性及電池原理決定了，只要是鋰離子電池，就會(huì)有發(fā)生熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，且很難撲救。

目前的固態(tài)電池，也屬于鋰電池的一種。而且與使用電解液的鋰電池相比，固態(tài)電池中鋰的使用量更高。尤其是部分產(chǎn)線在制備過程中，為了抑制枝晶生長(zhǎng)和提升能量密度，而使用鋰金屬作為負(fù)極材料，使鋰的含量進(jìn)一步增加。

事實(shí)上，在電池安全問題上，沒有絕對(duì)的安全，只有相對(duì)的安全。所謂相對(duì)的安全，就是在安全與經(jīng)濟(jì)性之間尋找平衡。

在關(guān)于儲(chǔ)能電芯安全的討論中，曾有業(yè)內(nèi)人士指出了“預(yù)防火災(zāi)”的新思路——如果能將起火或熱失控范圍控制在電芯或PACK層面，甚至一個(gè)儲(chǔ)能柜層面，那么其造成的經(jīng)濟(jì)損失是完全可以接受的，只要等失火單元燒盡，再進(jìn)行局部更換——從技術(shù)或工藝角度，避免事故的范圍擴(kuò)大，就可以極大的緩解消防救援的壓力了。

換句話說，在現(xiàn)有電池工藝上的安全可靠性提升，大有空間，研發(fā)固態(tài)電池還是一個(gè)“必選項(xiàng)”嗎？

另外，對(duì)全固態(tài)電池來說，其還有一項(xiàng)天生的弱點(diǎn)，就是導(dǎo)電率較差，暫不能滿足快充的要求——除了電動(dòng)汽車行業(yè)之外，儲(chǔ)能及消費(fèi)電子對(duì)快充的要求越來越高。

鋰電池充電的快慢，主要取決于鋰離子在正負(fù)極之間來回穿梭的速度，也就是導(dǎo)電率。對(duì)于使用電解液的鋰電池和固態(tài)電池之間導(dǎo)電率的差別，有一個(gè)形象的比喻——就是在水里和在沙子里游泳的差別。

當(dāng)前，有一些研發(fā)固態(tài)電池的企業(yè)已宣稱自己的產(chǎn)品在快充方面取得了較大進(jìn)步——如豐田在2023年宣稱其研發(fā)的固態(tài)電池充電只需10分鐘即可行駛1200公里；松下首次對(duì)外公開其快充全固態(tài)電池，稱該電池僅需3分鐘，便可從10%充到80%。

不過，這些數(shù)據(jù)目前也只是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，其是否得到了充分的市場(chǎng)驗(yàn)證，目前還不得而知。

另外，華夏儲(chǔ)能近期的調(diào)研顯示，多數(shù)來自材料、電池領(lǐng)域的專家都認(rèn)為，全固態(tài)電池不具備快充“基因”，暫不能應(yīng)用于對(duì)快充要求較高的場(chǎng)景。

安全性并未提升、快充難題未解，兩大顯見的弱勢(shì)對(duì)照之下，固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)光環(huán)也自然黯淡了。