年固態(tài)電池行業(yè)現(xiàn)狀分析：我國高度重視固態(tài)電池技術(shù)攻關(guān)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃進(jìn)展的當(dāng)下，動(dòng)力電池技術(shù)的革新成為推動(dòng)行業(yè)前進(jìn)的關(guān)鍵力氣。固態(tài)電池，作為被寄予厚望的下一代動(dòng)力電池技術(shù)，正漸漸成為行業(yè)焦點(diǎn)。它在能量密度、平安性和循環(huán)壽命等方面呈現(xiàn)出的顯著優(yōu)勢，使其成為解決新能源汽車?yán)m(xù)航、平安等痛點(diǎn)問題的潛在“鑰匙”。不過，固態(tài)電池從試驗(yàn)室走向大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的道路上，仍面臨諸多技術(shù)與產(chǎn)業(yè)層面的挑戰(zhàn)。

一、固態(tài)電池技術(shù)路線與特點(diǎn)剖析

《2025-2030年全球及中國固態(tài)電池行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及進(jìn)展前景分析報(bào)告》指出，固態(tài)電池主要指固態(tài)鋰離子電池，其工作原理與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池基本全都，但關(guān)鍵區(qū)分在于用固態(tài)電解質(zhì)替換了傳統(tǒng)電解液。依據(jù)電池電解質(zhì)中固液含量的差異，固態(tài)電池可分為半固態(tài)電池和全固態(tài)電池。半固態(tài)電池采納固液混合電解質(zhì)，液體質(zhì)量占比5%-10%，是液態(tài)鋰離子電池向全固態(tài)電池過渡的折中方案;全固態(tài)電池則完全使用固態(tài)電解質(zhì)，在平安性和理論能量密度方面優(yōu)勢明顯。

目前，固態(tài)電池處于多技術(shù)路線并行進(jìn)展階段，尚未形成統(tǒng)一的主流技術(shù)路線。依據(jù)電解質(zhì)材料的不同，主要分為聚合物、氧化物和硫化物三大技術(shù)方向。聚合物電解質(zhì)由聚合物基體與鋰鹽構(gòu)成，高溫時(shí)離子電導(dǎo)率高，易于加工，電解質(zhì)-電極的界面阻抗可控，是最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線，但室溫下離子電導(dǎo)率較低，僅為10?710?5S/cm。氧化物電解質(zhì)具有較高的室溫離子電導(dǎo)率、優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性和良好的循環(huán)性能，不過與正負(fù)極材料的界面接觸較差，導(dǎo)致界面阻抗較高。盡管如此，因其綜合性能較好且易于大規(guī)模生產(chǎn)，目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展最快，有望在混合固液電池中領(lǐng)先應(yīng)用。硫化物電解質(zhì)室溫離子電導(dǎo)率最高，但其與電極材料的界面穩(wěn)定性較差，且電解質(zhì)易氧化，技術(shù)難度較大，更適合應(yīng)用于全固態(tài)電池，長期進(jìn)展?jié)摿薮蟆?/p>

二、國外固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展態(tài)勢

全球主要汽車強(qiáng)國紛紛將固態(tài)電池視為重要戰(zhàn)略方向，通過政策支持和資金投入，力求在新一代電池技術(shù)競爭中搶占先機(jī)。

日本在固態(tài)電池領(lǐng)域布局深遠(yuǎn)。2022年，組織23家汽車、電池和材料企業(yè)以及15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)共同開展研發(fā)。2022年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭建立電池制造產(chǎn)業(yè)鏈，重點(diǎn)聚焦固態(tài)電池領(lǐng)域，并發(fā)布《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，方案到2030年基本實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池有用化及全面商業(yè)化，擬投資1205億日元用于相關(guān)技術(shù)研發(fā)。在技術(shù)成果方面，豐田在2022年推出全固態(tài)電池試制車，2023年宣布攻克固態(tài)電解質(zhì)界面龜裂問題，制造出續(xù)駛里程達(dá)1200km、充電時(shí)間僅為10min或更短的固態(tài)電池，方案于2027-2028年實(shí)現(xiàn)裝車應(yīng)用。此外，日本企業(yè)在固態(tài)電池專利領(lǐng)域優(yōu)勢顯著，豐田、松下和出光興產(chǎn)的固態(tài)電池專利數(shù)量位列全球前三。

韓國同樣樂觀布局固態(tài)電池進(jìn)展。2021年發(fā)布《K電池進(jìn)展戰(zhàn)略》，方案到2030年前聯(lián)合企業(yè)共同投入20萬億韓元用于下一代電池技術(shù)研發(fā)，力爭在2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池初步商業(yè)化。三星SDI已開發(fā)出體積能量密度為900Wh/L、循環(huán)壽命1000次的全固態(tài)電池樣品，并建成中試線，方案于2027年大規(guī)模量產(chǎn)。三星SDI和LG新能源的固態(tài)電池專利數(shù)量也分別位列全球第4位和第6位。

歐洲將固態(tài)電池作為重點(diǎn)進(jìn)展方向，推出《電池2030規(guī)劃》及《2030電池創(chuàng)新路線圖》，并批準(zhǔn)歐洲固態(tài)電池投資專項(xiàng)方案，由歐盟多國共同出資32億歐元支持研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

美國制定了明確的固態(tài)電池進(jìn)展目標(biāo)，在《國家鋰電進(jìn)展藍(lán)圖2021-2030》中提出到2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池示范應(yīng)用和規(guī)模化生產(chǎn)。美國SolidPower公司開發(fā)出單體能量密度390Wh/kg、循環(huán)壽命超過1000次的全固態(tài)電池，并通過針刺、過充等平安性測試。

三、國內(nèi)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展現(xiàn)狀

我國在動(dòng)力電池領(lǐng)域積累了豐富閱歷，在固態(tài)電池技術(shù)方面也取得肯定進(jìn)展，但與國外先進(jìn)水平相比仍存在差距。我國選擇在樂觀布局全固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，大力推動(dòng)半固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

在政策支持上，我國高度重視固態(tài)電池技術(shù)攻關(guān)。2021年，科技部在相關(guān)方案中設(shè)置固態(tài)電池基礎(chǔ)前沿技術(shù)課題;2022年，九部門頒布的方案明確要討論固態(tài)電池等前沿儲(chǔ)能技術(shù);2023年，國務(wù)院印發(fā)的方案進(jìn)一步提出布局固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展方面，我國半固態(tài)電池已實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先量產(chǎn)上車。2022年1月，搭載贛鋒鋰電半固態(tài)電池的東風(fēng)風(fēng)神E70全球首發(fā)并開展商業(yè)化示范運(yùn)營;2023年6月，衛(wèi)藍(lán)新能源半固態(tài)電池交付蔚來汽車并搭載于蔚來ET7車型，單體能量密度達(dá)到360Wh/kg，循環(huán)壽命超過1200次，實(shí)際續(xù)駛里程突破1000km;2024年4月，清陶能源的超快充固態(tài)電池應(yīng)用于智己L6車型，續(xù)駛里程超1000km。寧德時(shí)代發(fā)布的“分散態(tài)電池”也是半固態(tài)電池，單體能量密度最高可達(dá)500Wh/kg，已具備量產(chǎn)力量。

四、固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)面臨的問題與挑戰(zhàn)

(一)全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)共性難題

技術(shù)和成本是制約全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展的核心因素。在技術(shù)層面，固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率低，影響電池的倍率性能和循環(huán)性能，盡管行業(yè)嘗試通過替換元素或摻雜等方式提高電導(dǎo)率，但與液態(tài)電池相比仍有差距;界面阻抗大，固態(tài)電解質(zhì)和電極間界面相容性低，嚴(yán)峻影響電池性能，現(xiàn)有改善手段未能從根本上解決問題;金屬鋰負(fù)極在循環(huán)中易消失鋰枝晶及孔洞，威逼電池循環(huán)穩(wěn)定性和平安性，目前無法完全消退負(fù)極析鋰問題。

成本方面，固態(tài)電解質(zhì)成本高，是固態(tài)電池主要新增成本;生產(chǎn)工藝不成熟，缺乏規(guī)模效應(yīng)，產(chǎn)業(yè)鏈不完備，生產(chǎn)設(shè)備需定制化開發(fā)，進(jìn)一步推高成本;當(dāng)前全固態(tài)電池材料成本約為1.5-2.5元/W?h，顯著高于液態(tài)電池。

(二)我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)面臨的獨(dú)特挑戰(zhàn)

我國固態(tài)電池進(jìn)展還面臨技術(shù)布局受專利標(biāo)準(zhǔn)限制的問題。全球固態(tài)電池專利數(shù)量排名前十的企業(yè)均來自日韓，這制約了我國企業(yè)在技術(shù)路線選擇、產(chǎn)品研發(fā)和海外出口。同時(shí)，我國在固態(tài)電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、平安評(píng)估、性能測試等環(huán)節(jié)缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，限制了產(chǎn)業(yè)進(jìn)展。

此外，全固態(tài)電池與我國現(xiàn)有成熟的液態(tài)電池產(chǎn)業(yè)體系兼容度較低。我國在液態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，2023年動(dòng)力電池關(guān)鍵主材全球出貨量占比均超過70%。一旦全固態(tài)電池大規(guī)模推廣應(yīng)用，將對我國液態(tài)電池產(chǎn)業(yè)造成沖擊，尤其是電解液和隔膜等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)有電池產(chǎn)業(yè)還可能面臨“船大難掉頭”的風(fēng)險(xiǎn)。

五、推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的對策建議

為推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展，我國需加強(qiáng)統(tǒng)籌謀劃，提升固態(tài)電池戰(zhàn)略地位。發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈布局，圍繞固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)加強(qiáng)政策引導(dǎo)建設(shè)，調(diào)整現(xiàn)有動(dòng)力電池總體布局，打造特色產(chǎn)業(yè)鏈;加大財(cái)稅金融支持，對相關(guān)企業(yè)賜予資金支持或稅收優(yōu)待，如在新能源汽車購置稅減免政策中，對使用固態(tài)電池的新能源乘用車取消免稅額上限;引導(dǎo)社會(huì)資本參加，利用風(fēng)險(xiǎn)投資基金吸引私募資金和風(fēng)險(xiǎn)投資，支持初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)展。

聚焦關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)加大技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)。固態(tài)電池行業(yè)現(xiàn)狀分析指出，鼓舞企業(yè)聯(lián)合開展電解質(zhì)、鋰金屬負(fù)極、電池制備、失效分析評(píng)價(jià)等技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)揮國資央企產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)作用;構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈上下游緊密協(xié)作的創(chuàng)新聯(lián)合體，協(xié)同攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，補(bǔ)齊進(jìn)展短板，提升創(chuàng)新攻關(guān)效能;支持具備技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢的企業(yè)加強(qiáng)國內(nèi)外專利布局，探究建立“專利聯(lián)盟”，應(yīng)對國際學(xué)問產(chǎn)權(quán)挑戰(zhàn)。

加快標(biāo)準(zhǔn)制定，搶占標(biāo)準(zhǔn)國際話語權(quán)。完善固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、平安評(píng)估、性能測試等方面開展標(biāo)準(zhǔn)化討論，搭建標(biāo)準(zhǔn)共享平臺(tái);推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)國際化，支持企業(yè)、社會(huì)團(tuán)體、科研機(jī)構(gòu)等參加國際性專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織活動(dòng)，推動(dòng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果國際互認(rèn)，把握全球固態(tài)電池主動(dòng)話語權(quán)。

固態(tài)電池作為新能源汽車動(dòng)力電池的關(guān)鍵技術(shù)，具有巨大的進(jìn)展?jié)摿Γ壳懊媾R技術(shù)、成本、專利標(biāo)準(zhǔn)等諸多挑戰(zhàn)。全球主要國家和地區(qū)都在樂觀布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，競爭激烈。我國在固態(tài)電池進(jìn)展方面雖取得肯定成果，但與國外先進(jìn)水平仍有差距。面對這些狀況，我國需加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，加大技術(shù)創(chuàng)新投入，加快標(biāo)準(zhǔn)制定，構(gòu)建全鏈條協(xié)同創(chuàng)新體系，以推動(dòng)固態(tài)電池技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，鞏固和擴(kuò)大我國在動(dòng)力電池和新能源汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢，在全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)競爭中占據(jù)有利地位。