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全固態(tài)電池，還在延續(xù)新能源汽車電動化的神話。
完全在意料之內，全固態(tài)電池的產業(yè)熱度絲毫未見降低的端倪。
如果說2024年國內固態(tài)電池各相關企業(yè)逐步透露其量產能力和量產時間節(jié)點，那么2025年開始，國內全固態(tài)電池企業(yè)則呈現出集體加速的態(tài)勢。
從企業(yè)技術突破與量產規(guī)劃角度來看，2月9日，長安汽車發(fā)布金鐘罩固態(tài)電池，能量密度達400Wh/kg，支持1500km續(xù)航里程，計劃2027年實現全固態(tài)電池量產，2025年底完成功能樣車開發(fā)。
比亞迪鋰電池CTO透露，該公司已量產60Ah全固態(tài)電池，預計2027年啟動批量裝車應用，還計劃在2027年開始批量生產全固態(tài)電池，并全面裝車應用，且預計固液混合電池成本將與現有液態(tài)電池持平。
國軒高科已成功研發(fā)車規(guī)級硫化物全固態(tài)電池“金石電池”，能量密度突破400Wh/kg，計劃2025年啟動上車驗證。
寧德時代的硫化物全固態(tài)電池研發(fā)取得里程碑式進展，單體能量密度突破500Wh/kg，較當前主流液態(tài)鋰電池提升超40%。預計2027年將實現小批量生產。
此外，今年2月，東莞市紅木棉電子科技有限公司與中科院合作，成功開發(fā)出中國首條干法電極全固態(tài)電池制作線。
在上游材料方面，恩捷股份宣布其1000噸硫化物電解質中試線落地云南，為固態(tài)電池核心材料國產化提供支撐。另外，恩捷股份的控股子公司上海恩捷新材料科技有限公司及其有控制權的關聯公司與北京衛(wèi)藍新能源簽訂《采購框架協議》：自2025年至2030年，北京衛(wèi)藍新能源將向上海恩捷及其有控制權的關聯公司預計下達半固態(tài)及全固態(tài)電池的電解質隔膜訂單總計不少于3億平方米，預計下達全固態(tài)電池的電解質訂單總計不少于100噸。
現如今，全固態(tài)電池正呈現完全的蓄勢待發(fā)態(tài)勢。然而，當我們把目光從實驗室的理想數據轉移到現實的市場應用時，會發(fā)現全固態(tài)電池全產業(yè)從業(yè)者還需要思考其大規(guī)模商業(yè)化的現實問題——成本。
爭先量產，到底在“爭”什么？
近些年來，全固態(tài)電池的相關消息逐步走出了實驗室之外，從對消費市場而言生澀抽象的理論層面，逐步邁向即將切實發(fā)揮作用的消費端。
在應用之前，當下全固態(tài)電池正面對量產第一關。且何時量產這一時間節(jié)點，對各國全固態(tài)電池產業(yè)從業(yè)者而言，似乎顯得尤其重要。
蓋世汽車注意到，每一次固態(tài)電池產業(yè)取得相關技術進展或者量產能力提升，幾乎都會牽動資本市場相關概念股的股價變動?？梢哉f，全固態(tài)電池產業(yè)的任何一次進展，都牽動著資本市場的心。
2024年8月21日，鵬輝能源官微發(fā)布全固態(tài)電池重大突破消息后，當日A股固態(tài)電池板塊異動走高，鵬輝能源20cm漲停。太藍新能源在2024年4月4日宣布成功研發(fā)出車規(guī)級單體容量120Ah、實測能量密度高達720Wh/kg的超高能量密度體型化固態(tài)鋰金屬電池，相關消息也使固態(tài)電池概念板塊受到市場關注。
此外，全固態(tài)電池技術的突破不僅利好研發(fā)企業(yè)，也會帶動產業(yè)鏈上下游相關企業(yè)的股價。例如翔豐華與清陶能源簽署戰(zhàn)略合作協議，全面合作固態(tài)/半固態(tài)電池高比容負極材料關鍵技術研發(fā)及供應，在固態(tài)電池技術受關注時，翔豐華等相關產業(yè)鏈企業(yè)股價也會有所上漲。
根據蓋世汽車觀察，當前，在全固態(tài)電池量產時間節(jié)點上，尤其以中日韓為代表的三國全固態(tài)電池企業(yè)隱隱透露著“爭先恐后”的角逐意味，每一個企業(yè)都想成為最先實現量產的首位。
這里我們分國內外企業(yè)兩個維度來看。
蓋世汽車了解到，豐田計劃在2027-2028年間實現全固態(tài)電池量產，并在2027年推出首款搭載固態(tài)電池的電動汽車（bZ4X 后續(xù)車型）；三星計劃2027年量產全固態(tài)電池，其固態(tài)電池續(xù)航已突破966公里；現代汽車將于2025年3月啟動全球首條全固態(tài)電池生產線；QuantumScape交付首批樣品時，固態(tài)電池的腳步聲似乎也越來越近，其已與大眾、寶馬達成合作。
梅賽德斯-奔馳搭載全固態(tài)電池的測試車已正式啟動道路測試，采用Factrial Energy提供的鋰金屬陽極固態(tài)電池電芯，系統(tǒng)能量密度高達450Wh/kg。
再看國內相關企業(yè)（部分企業(yè)量產時間前文已提及），寧德時代計劃于2027年實現固態(tài)電池的小批量生產，技術路線聚焦硫化物電解質。比亞迪宣布將在2027年啟動全固態(tài)電池批量示范裝車，2030年實現大規(guī)模應用；長安汽車計劃2027年實現全固態(tài)電池量產，2025年底完成功能樣車開發(fā)。
廣汽集團表示已初步打通全固態(tài)電池全流程制造工藝，預計2026年將搭載于昊鉑車型；國軒高科已成功研發(fā)出車規(guī)級全固態(tài)成品電芯“金石電池”，預計2027年實現小批量生產及裝車測試；太藍新能源計劃于2027年實現無隔膜全固態(tài)電池批量生產，2026年進入小批量生產階段；清陶能源的全固態(tài)電池也已經進入沖刺階段，計劃今年開啟整車驗證，預計明年可實現量產。
那么，大家到底在“爭”什么呢？在量產背后，究竟蘊含著全固態(tài)電池企業(yè)們怎樣的機遇？
首先從全球動力電池產業(yè)角度來看，目前中國以寧德時代和弗迪電池等為代表的動力電池廠商已然占據了鋰電行業(yè)十分可觀的市場份額，日本、韓國動力電池廠商的市場空間正在逐步縮小。
有觀點認為，日本、韓國動力電池廠商們寄希望于通過全固態(tài)電池奪回失去的市場份額。
換言之，全固態(tài)電池的量產可能會打破現有的電池和汽車產業(yè)格局。新進入者或傳統(tǒng)電池企業(yè)中的領先量產者，可能會改變市場競爭態(tài)勢，使行業(yè)資源向其傾斜。
那么目前來看，中日韓三國相關的全固態(tài)電池企業(yè)，到底誰會最先實現量產呢？
中國科學院院士歐陽明高表示，“中國全固態(tài)電池差不多會在2027年裝車，海外企業(yè)提前一年也沒有問題，這不是什么大問題。除非是大批量上車，至少要占到市場1%，否則毫無意義”。
此外，2月25日，中國電動汽車百人會相關負責人表示，2024年是中國全固態(tài)電池的里程碑年份，2024年下半年以來，中國申請的全固態(tài)電池專利快速增長，是日本的三倍。同時，國內主要汽車電池企業(yè)都開始聚焦以硫化物為主體電解質的全固態(tài)電池技術路線，目標是實現車用電池比能量每公斤400瓦時。
專家預計，全固態(tài)電池的產業(yè)化開始時間是2027年—2028年，2030年是完全可以實現量產的。
率先量產等于率先大批量搶占市場嗎？
正如歐陽明高所述，全球全固態(tài)電池量產時間較為接近，即使有先后一年的差別或許也不必小題大做。畢竟，率先量產之后，全固態(tài)電池企業(yè)還要面對搶占市場的問題。
那么，率先量產就一定意味著可以大批量搶占市場份額嗎？
或許理想與現實有些許差距。
畢竟再具備里程碑式的全固態(tài)電池量產節(jié)點，也同樣需要接受市場應用的考驗。
全固態(tài)電池的主要技術路線包括聚合物體系、氧化物體系、硫化物體系和鹵化物體系?。
中國電動汽車百人會表示，中國主要汽車電池企業(yè)都開始聚焦以硫化物為主體電解質的全固態(tài)電池技術路線，目標是實現車用電池比能量每公斤400瓦時。
聚焦單個全固態(tài)電池企業(yè)，一般而言，能夠實現量產，意味著這家企業(yè)具備了何種能力呢？
首先是技術研發(fā)層面，在材料上，全固態(tài)電池的性能很大程度上取決于材料。相關企業(yè)需具備研發(fā)高性能固態(tài)電解質、正負極材料的能力。如能研發(fā)出離子電導率高、化學穩(wěn)定性好的硫化物電解質，或找到與固態(tài)電解質適配性佳、能提升能量密度的正負極材料，像寧德時代在硫化物和聚合物電解質方面的研發(fā)。
在電池設計與集成方面，相關企業(yè)要設計出合理的電池結構，解決固固界面接觸、散熱、體積能量密度等問題。比如廣汽集團采用第三代海綿硅負極與高容量固態(tài)正極技術，提升了電池性能。
此外，全固態(tài)電池量產面臨諸多技術挑戰(zhàn)，如鋰枝晶生長、固態(tài)電解質與電極材料的界面兼容性等。相關企業(yè)須有能力通過改進材料配方、優(yōu)化工藝等方式解決這些問題。
其次是生產制造層面。在工藝創(chuàng)新與優(yōu)化層面，全固態(tài)電池生產工藝與傳統(tǒng)鋰離子電池不同，需要相關企業(yè)開發(fā)新的工藝，如干法電極工藝、固態(tài)電解質的制備與涂覆工藝等，并不斷優(yōu)化以提高生產效率和產品質量。例如利元亨成功打通全固態(tài)電池量產的全線工藝環(huán)節(jié)，具備干法電極設備、電解質壓制轉印設備等相關技術。
在設備研發(fā)與應用層面，相關企業(yè)需要配備先進的生產設備，部分設備甚至需要企業(yè)自主研發(fā)或與設備廠商合作開發(fā)。比如，先導智能可為客戶提供從固態(tài)電極制備、固態(tài)電解質膜制備及復合設備等全固態(tài)電池關鍵設備。
在質量控制層面，相關企業(yè)需要建立嚴格的質量控制體系，在原材料采購、生產過程、產品檢測等各個環(huán)節(jié)進行精準把控，確保產品的一致性和穩(wěn)定性，使電池的性能、安全性等指標符合標準。
最后是供應鏈管理能力。在原材料供應保障層面，相關企業(yè)要確保固態(tài)電池所需的各種原材料，如鋰、鈷、鎳等金屬資源，以及特殊的固態(tài)電解質材料等的穩(wěn)定供應。與原材料供應商建立長期穩(wěn)定的合作關系，保證原材料的質量和供應數量。
在產業(yè)鏈協同層面，全固態(tài)電池的量產需要與上下游企業(yè)緊密合作，包括原材料供應商、設備制造商、電池模組廠商、車企等。如前文所述，衛(wèi)藍新能源與恩捷股份簽訂隔膜訂單，加速硫化物電解質量產，就是產業(yè)鏈協同的體現。
值得注意的是，具備上述能力，僅意味著全固態(tài)電池企業(yè)可以進行產品量產，但大規(guī)模商業(yè)化應用的前提是，量產還需疊加成本控制能力。
降低成本，再來5年？還是10年？
據悉，按照目前的估算，全固態(tài)電池較同規(guī)格的鋰電池成本要高4~10倍。蓋世汽車了解到，影響全固態(tài)電池成本的主要因素包括材料成本、制造工藝和規(guī)模效應?。
首先在原材料方面，全固態(tài)電池中一些關鍵材料較為稀缺或生產成本高。如部分硫化物電解質需要使用到鋰、鑭、鋯等元素，其中鋰資源雖然在地球上有一定儲量，但高品位的鋰礦資源有限，隨著需求增長，價格易受影響。鑭、鋯等元素在自然界中并非以高純度形式存在，提煉過程復雜，導致其價格較高，增加了全固態(tài)電池的原材料成本。
另外，全固態(tài)電池為保證性能和穩(wěn)定性，對原材料純度要求極高。以硫化物電解質為例，雜質可能會嚴重影響離子電導率和電池的循環(huán)性能，因此需要采用高純度的原材料，這使得原材料采購成本大幅上升。同時，為達到高純度要求，原材料的提純工藝復雜且成本高昂，進一步推高了成本。
其次在生產制造工藝方面，全固態(tài)電池的生產工藝相比傳統(tǒng)鋰離子電池更為復雜。例如，硫化物電解質的制備通常需要精確控制溫度、濕度等環(huán)境條件，采用球磨、燒結等多種工藝步驟，且各步驟之間的銜接要求嚴格，任何一個環(huán)節(jié)出現偏差都可能影響產品質量，這增加了生產過程中的人力、物力和時間成本。
目前全固態(tài)電池的生產工藝還不夠成熟，生產過程中的一些環(huán)節(jié)效率較低。
比如在電池組裝過程中，由于固態(tài)電解質與電極材料之間的界面結合需要特殊處理，不能像傳統(tǒng)液態(tài)電池那樣快速進行組裝，導致整體生產效率不高，單位時間內的產量較低，分攤到每個電池上的成本就相對較高。
與此同時，全固態(tài)電池生產需要一些專用的設備來滿足特殊的工藝要求。為了在無水無氧的環(huán)境下處理硫化物等對水分和氧氣敏感的材料，需要配備昂貴的手套箱等設備。此外，用于制備固態(tài)電解質薄膜的物理氣相沉積、化學氣相沉積等設備價格也非常高昂，企業(yè)需要投入大量資金進行設備購置，這無疑增加了生產成本。
有分析稱，在沒有大規(guī)模量產的情況下，全固態(tài)電池的材料成本約為1.5-2.5元/Wh，制成100度的電池包材料成本在15-25萬元之間，加上其他因素，一塊電池的成本可能突破30萬元?。中期半固態(tài)電芯單位總成本約0.50元/Wh，全固態(tài)電芯約0.78元/Wh?。
此外，硫化物固態(tài)電解質的成本如果能夠降到100萬元/噸，全固態(tài)電池的成本大約為1元/Wh?。
據了解，本田提出了2020年代后半期將全固態(tài)電池的成本降低25%、2040年代降低40%的目標。途徑是，將通過工序整合等措施提高效率。此外，電池的重量也將在2020年代后半期減少35%，2040年代減少45%。
但究竟何時成本能降到比鋰電池或者半固態(tài)電池還低，尚無定論。
2024年7月，欣旺達在接受采訪時曾表示，通過技術創(chuàng)新，欣旺達預計可以在2026年將聚合物體系的全固態(tài)電池成本降至2元/Wh，這與半固態(tài)電池成本接近。
這是較為理想的短期成本規(guī)劃。
根據相關機構和企業(yè)的研究及預測，中期來看，有行研報告預估，2030年后當全固態(tài)電池應用規(guī)模大于10GWh，電芯價格將降至1元/Wh左右。
亦有行研機構測算，預計全固態(tài)電池的出貨量在2030年達到85GWh，屆時硫化鋰價格有較大可能降至100萬元/噸左右，硫化物電解質成本降低至約45萬元/噸，電池成本降低至0.85元/Wh。
長期來看，有分析稱，2035年經過市場大規(guī)?？焖偻茝V，全固態(tài)電池電芯價格將有機會降至0.6-0.7元/Wh。
對比來看，在動力電芯價格方面，2月20日，根據SMM最新數據，100Ah方形磷酸鐵鋰電芯價格為0.353元/Wh，6系方形三元電芯價格為0.5元/Wh。
不同企業(yè)的磷酸鐵鋰動力電池價格也有所不同，2024年，一度有消息稱，寧德時代的磷酸鐵鋰電芯報價為0.33-0.38元/Wh，零跑汽車的鐵鋰電芯采購價曾做到0.4元/Wh。
可以期待，當全固態(tài)電池成本降至0.6/Wh左右，全球新能源電動汽車市場會是怎樣一副繁榮的景象。
