動力電池成本約占整車成本的40%，是新能源智能汽車之心臟。2024年前8個月，全球動力電池裝機量約510.1GWh，中國企業占據前10席中的6席，其中，寧德時代、比亞迪分別以37.1%、16.4%的市場份額排名前二。從電池類型看，現有上車動力電池主要是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，而固態電池因在能量密度、安全性和循環壽命等方面更具優勢，成為新一代電池發展方向。
PART ONE
固態電池發展現狀
（一）多技術路線并存探索
“固態電池”一般分為半固態和全固態，對應的液體含量分別是5-10wt%、0wt%。固態電池研究主要以硫化物電解質技術和氧化物電解質技術路線為主，輔以聚合物電解質技術路線，其中寧德時代、蜂巢能源、國軒高科為硫化物電解質技術路線的代表企業，衛藍新能源、清陶能源、輝能科技為氧化物電解質技術路線的代表企業，欣旺達為聚合物電解質技術路線的代表企業。
數據來源：根據公開資料整理，北國咨繪制
圖1 固態電池技術路線及代表企業示意圖
（二）技術高點不斷突破
一是半固態電池方面，衛藍新能源實現能量密度360Wh/kg，2023年6月交付蔚來上車；清陶能源實現能量密度368Wh/kg，已搭載于智己汽車；東風汽車實現能量密度285Wh/kg，已在全國6省10個城市累計行駛超過150萬公里。二是全固態電池方面，中創新航的“無界”全固態電池，實現能量密度430Wh/kg，計劃于2027年小批量試裝；長安汽車入股的太藍新能源公布能量密度高達720Wh/kg的全固態鋰金屬電池。
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圖2 不同類型鋰電池對比
（三）投融資市場活躍
自2022年以來，固態電池產業鏈企業在一級市場備受資本關注，從融資規模看，從數千萬元到超億元，資本市場對該領域充滿信心；從企業類別看，正極材料（升容科技等）、電解質材料（固研新材、中科固能、瑞固新材等）、電池系統（衛藍新能源、清陶能源、蜂巢能源等）等各環節齊發力；從投資方看，除人合資本、成銘資本等知名機構及淮安市金融發展集團、龍游縣產業基金有限公司等政府投資機構，奔馳、廣汽等車企、欣旺達等電池企業、小米、華為等產業投資者也對固態電池領域注資。
表1 2022-2024年中國固態電池行業部分投融資事件
表格信息來源：北國咨根據公開資料整理
（四）產業化應用已迫近
一是半固態電池作為過渡實現小規模產業化，2024年1-7月，半固態電池裝機量2.68GWh，占總裝機量的1%。二是全固態電池成本有望降低，中科大開發的新型硫化物固態電解質的材料成本僅14.42美元/公斤，遠低于50美元/公斤的商業化閾值；欣旺達預計在2026年將聚合物體系的全固態電池成本降至2元/瓦時，與半固態電池相近。三是產業化項目已開始布局，2024年1-7月，全國新增固態電池產業鏈相關項目30個，總投資超640億元，新增規劃產能超140GWh，其中輝能科技和領新新能源的1GWh產能已實現落地。
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圖3 中國（半）固態電池產能（含規劃）分布圖
PART TWO
產業化難點問題
（一）科學問題仍待深入研究
一是通常固態電解質的離子導電率低于液態電解質，限制了電池的功率輸出和充放電速率。為提高導電率，仍需探索不同的電解質材料體系，并通過摻雜、結構設計和界面優化等方法增強離子傳輸。二是固態材料之間接觸和兼容問題，可能導致界面阻抗的增加，對電池性能和循環壽命造成影響，因此固-固界面（正極/電解質和負極/電解質）穩定性成為研發的挑戰。
（二）生產工藝技術尚未成熟
固態電池制造需要復雜的工藝過程，如電極、電解質封裝均比傳統電池制造工藝流程復雜，如果用濕法工藝，約一半的現有設備可復用；如果用干法工藝，2/3的設備不能復用，全固態電池制造面對工藝設備挑戰。
（三）高成本導致推廣應用難
國內主流廠商試制全固態電池的電芯成本約3-4萬元/kWh，已經量產裝車的半固態電池成本約1800-2500元/kWh，是市場主流三元電池成本710元/kWh的3倍左右，上車應用將推高整車成本及銷售價格，市場接受度有待驗證。
PART THREE
有關建議
（一）建立科技創新共同體，加強核心技術攻關
建立以車企為鏈主企業，電池、材料等企業及科研機構組成的產學研用相結合的技術創新聯合體，以上車示范應用為目標，進行有組織科研攻關，加強離子運輸機制、鋰枝晶生長機制、固-固界面等核心技術問題的聯合研發。
（二）強化標準體系建設，實現生產工藝突破
鼓勵行業協會、學會等社會組織圍繞固態電池設計、關鍵材料制造、電池制造及安全評估、性能測試等方面，確定一批固態電池行業急需的標準，組織上下游企業、科研院所開展標準制定工作，引領上下游企業快速協同發展。以規模化生產為目標，支持龍頭企業突破生產工藝技術，建設柔性生產線。
（三）鼓勵半固態先行，規模化拉低材料成本
加快推進半固態電池的產業化規模，逐步完善固態電池整體產業鏈，培育半固態新能源汽車的終端市場需求。隨著半固態電解質的產能放量和供應鏈逐步完善以及市場接受度提升，實現原材料與生產成本的降低。
作 者
張 璐，高級工程師，長期關注研究新能源汽車及充電基礎設施領域
魯 楠，高級經濟師、咨詢工程師（投資），長期關注研究新能源汽車及充電基礎設施領域
