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證券時(shí)報(bào)記者 嚴(yán)翠

人類(lèi)電池技術(shù)發(fā)展史上，曾出現(xiàn)過(guò)?伏特電堆、?丹尼爾電池、鉛酸電池、干電池、?鎳鎘電池、?鎳氫電池、鋰電池等各類(lèi)電池技術(shù)，每一次電池技術(shù)的革新，都帶來(lái)巨大的產(chǎn)業(yè)變遷與商業(yè)機(jī)遇。

如今，一種新型的電池技術(shù)正風(fēng)靡全球，引華為、富士康、三星、LG、奔馳、寶馬、寧德時(shí)代、比亞迪等各領(lǐng)域龍頭爭(zhēng)相布局，甚至一度成為資本市場(chǎng)的“香餑餑”，它就是固態(tài)電池。

固態(tài)電池發(fā)展的終極目標(biāo)是以全固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池中易燃易爆的液態(tài)電解質(zhì)，從而在提高電池安全性的同時(shí)，進(jìn)一步增加電池能量密度及使用壽命，也被業(yè)界公認(rèn)為是一種終極電池技術(shù)。

證券時(shí)報(bào)記者多方采訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)，截至目前，全球已有近百家企業(yè)正加速布局固態(tài)電池賽道，廣泛分布于加拿大、美國(guó)、歐盟、中國(guó)等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈雛形初現(xiàn)。不過(guò)，當(dāng)前已產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的固態(tài)電池均為半固態(tài)電池，即其中仍有10%以?xún)?nèi)的液態(tài)電解質(zhì)，并非100%全固態(tài)電解質(zhì)，因此其電池安全性、能量密度、使用壽命等也無(wú)法完全媲美于全固態(tài)電池，而全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化目前還面臨成本、技術(shù)等多重挑戰(zhàn)，預(yù)計(jì)2035年才能大規(guī)模量產(chǎn)。

固態(tài)電池站上風(fēng)口

不久前，華為公布了一項(xiàng)名為《摻雜硫化物材料及其制備方法、鋰離子電池》的發(fā)明專(zhuān)利，主要運(yùn)用在硫化物固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)方面。無(wú)獨(dú)有偶，寧德時(shí)代也公布了三項(xiàng)固態(tài)電池專(zhuān)利，并已將固態(tài)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充至1000人。

上述消息一經(jīng)公開(kāi)，迅速引發(fā)市場(chǎng)廣泛關(guān)注，資本市場(chǎng)相關(guān)概念股一度集體大漲，甚至有公司因此公告提示風(fēng)險(xiǎn)。如有研新材，13天8漲停后，該公司公告表示，關(guān)注到近期固態(tài)電池概念受市場(chǎng)關(guān)注度較高，公司小批量向客戶(hù)供應(yīng)動(dòng)力電池用固態(tài)電解質(zhì)材料，該產(chǎn)品業(yè)務(wù)收入占公司主營(yíng)業(yè)務(wù)收入比例較小，預(yù)計(jì)占比不足1%，對(duì)公司短期業(yè)績(jī)影響有限。

有研新材僅為今年資本市場(chǎng)固態(tài)電池概念火熱的冰山一角。據(jù)東方財(cái)富Choice金融終端統(tǒng)計(jì)，2024年9月24日至12月20日，A股固態(tài)電池指數(shù)累計(jì)上漲近60%，其中藍(lán)海華騰累計(jì)上漲108%，有研新材、德方納米、廈鎢新能等個(gè)股累計(jì)漲幅均超過(guò)80%。

近期，通過(guò)公告、投資者互動(dòng)平臺(tái)或其他公開(kāi)渠道宣告入局固態(tài)電池領(lǐng)域者不在少數(shù)，跨界者有如富士康、紅豆股份、高樂(lè)股份等，車(chē)企有比亞迪、蔚來(lái)、吉利等，電池廠(chǎng)則有比亞迪、寧德時(shí)代、億緯鋰能等，此外，材料廠(chǎng)有贛鋒鋰業(yè)、當(dāng)升科技、廈鎢新能，隔膜領(lǐng)域龍頭星源材質(zhì)也已入局固態(tài)電池領(lǐng)域。

另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)已有23家固態(tài)電池制造領(lǐng)域企業(yè)（含固態(tài)電池、固態(tài)電解質(zhì)、正極材料等）共獲得73輪融資，預(yù)計(jì)2024年全年固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈融資項(xiàng)目數(shù)和融資金額都有望超過(guò)2023年，再創(chuàng)新高。

深度科技研究院院長(zhǎng)張孝榮對(duì)記者表示，目前固態(tài)電池的火熱主要是概念火熱，距離爆發(fā)還有一些時(shí)間，不能理解為產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前夜的跡象，各路資本加速布局這一領(lǐng)域，表明固態(tài)電池技術(shù)和市場(chǎng)正處于快速發(fā)展階段。

產(chǎn)業(yè)鏈雛形初現(xiàn)

固態(tài)電池分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、全固態(tài)三種類(lèi)型，其中，全固態(tài)不含有任何液體電解質(zhì)，半固態(tài)電池液體電解質(zhì)含量小于10%，準(zhǔn)固態(tài)電池液體電解質(zhì)含量小于5%。

業(yè)內(nèi)人士告訴記者，全固態(tài)電池沒(méi)有隔膜，而半固態(tài)電池中因?yàn)槿杂幸簯B(tài)電解質(zhì)，所以保留隔膜，以將正負(fù)極材料隔開(kāi)，防止它們直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成電池短路等。

“由于全固態(tài)電池中電解質(zhì)全為固態(tài)電解質(zhì)，因此會(huì)涉及電解質(zhì)與正負(fù)極固態(tài)材料間的接觸問(wèn)題，即固固接觸問(wèn)題，使用不同的正負(fù)極材料，將對(duì)電池的導(dǎo)電率等產(chǎn)生不同的影響，進(jìn)而影響電池的能量密度、安全性、使用壽命等。另外，半固態(tài)電池離不開(kāi)隔膜，因此固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不僅涉及電解質(zhì)環(huán)節(jié)，還涉及正負(fù)極材料、隔膜等領(lǐng)域。”TrendForce集邦咨詢(xún)分析師曾佑鵬對(duì)證券時(shí)報(bào)記者表示。

記者根據(jù)已公開(kāi)的企業(yè)布局情況梳理發(fā)現(xiàn)，目前，全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈已初具雛形。如當(dāng)升科技、廈鎢新能等公司已布局固態(tài)電池正極材料領(lǐng)域，贛鋒鋰業(yè)、道氏科技已布局電解質(zhì)、負(fù)極材料等，星源材質(zhì)已布局隔膜領(lǐng)域，華為、富士康已布局電解質(zhì)領(lǐng)域，寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能等涉及整裝固態(tài)電池，紅豆股份等則涉足固態(tài)電池的智能制造，海目星發(fā)力固態(tài)電池設(shè)備制造、電池銷(xiāo)售等。整體而言，入局固態(tài)電池者涉足整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)。

“半固態(tài)電池中仍有液態(tài)電解質(zhì)，因此當(dāng)前半固態(tài)電池發(fā)展階段下，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈很多環(huán)節(jié)可以與鋰電產(chǎn)業(yè)鏈共享，但全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈就與目前產(chǎn)業(yè)鏈存在較大差異。”曾佑鵬告訴記者。

“我國(guó)固態(tài)鋰電池的發(fā)展是先從液態(tài)鋰電池開(kāi)始，經(jīng)過(guò)原位固態(tài)技術(shù)逐步固態(tài)化，最終實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池?！敝袊?guó)工程院院士陳立泉近日接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示，目前市面上大多數(shù)商用鋰電池的能量密度在200—250Wh/kg（瓦時(shí)/千克）之間，而許多新興產(chǎn)品迫切需要更高能量密度的電池，半固態(tài)鋰電池能量密度可達(dá)300Wh/kg以上，全固態(tài)電池能量密度可達(dá)500Wh/kg以上，因此固態(tài)鋰電池被廣泛認(rèn)可為最有前景的技術(shù)之一。

技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)再起

過(guò)去，鋰電池發(fā)展過(guò)程中，曾出現(xiàn)過(guò)技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)。整體來(lái)看，當(dāng)年海外廠(chǎng)商大多選擇三元鋰電池發(fā)展路線(xiàn)，而中國(guó)廠(chǎng)商則多數(shù)選擇磷酸鐵鋰技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)。目前，磷酸鐵鋰電池已占據(jù)全球鋰電池市場(chǎng)70%以上份額，證明中國(guó)堅(jiān)持磷酸鐵鋰路線(xiàn)的正確性。

如今，固態(tài)電池領(lǐng)域也已出現(xiàn)技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)，而這也或?qū)⒂绊懳磥?lái)行業(yè)格局。有觀(guān)點(diǎn)指出，國(guó)外廠(chǎng)商紛紛加快固態(tài)電池量產(chǎn)進(jìn)程，實(shí)則寄希望于以固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)它們?cè)陔姵仡I(lǐng)域的彎道超車(chē)。

鵬輝能源相關(guān)人士介紹，當(dāng)前，固態(tài)電池有聚合物、氧化物、硫化物三種技術(shù)路線(xiàn)，還有一種鹵化物路線(xiàn)，但比較小眾，所以業(yè)內(nèi)不將其歸入主流。

聚合物固態(tài)電池容易加工，與現(xiàn)有的液態(tài)電解液的生產(chǎn)設(shè)備、工藝都比較兼容，但電導(dǎo)率低，在高溫下也容易發(fā)生起火燃燒現(xiàn)象；硫化物固態(tài)電池在三種材料體系中電導(dǎo)率最高（能量密度最高），但熱動(dòng)力穩(wěn)定性較差，且硫化物容易與空氣中的水、氧氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體；氧化物固態(tài)電池具有較好的穩(wěn)定性，但相對(duì)于硫化物電導(dǎo)率還是偏低。

目前歐洲電池廠(chǎng)商主要看好聚合物路線(xiàn)，日韓則看好硫化物路線(xiàn)，而國(guó)內(nèi)多數(shù)看好氧化物路線(xiàn)，如衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)等，但寧德時(shí)代、比亞迪等龍頭看好硫化物路線(xiàn)。

“國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商在發(fā)展固態(tài)電池方面確實(shí)存在差異，背后由多種因素造成，包括技術(shù)積累、研發(fā)資源、市場(chǎng)策略、成本等，這種差異也反映了固態(tài)電池領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿??！笨品降弥菐?kù)研究負(fù)責(zé)人張新原對(duì)記者表示。

至于未來(lái)哪條技術(shù)路線(xiàn)能成為主流？曾佑鵬認(rèn)為，這需要結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景而定。

“目前電池最大的兩個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)，一是動(dòng)力端，即車(chē)用電池，二是儲(chǔ)能端。儲(chǔ)能的應(yīng)用對(duì)成本相對(duì)比較敏感，對(duì)能量密度的追求并沒(méi)有像動(dòng)力電池這么高，因此低成本方案可能會(huì)成為儲(chǔ)能領(lǐng)域主流方案，比如聚合物路線(xiàn)。”曾佑鵬說(shuō)，目前聚合物路線(xiàn)固態(tài)電池能量密度與三元鋰電池差不多，但成本仍比三元電池高，有待進(jìn)一步下降以利于產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

車(chē)用電池場(chǎng)景方面，“車(chē)用不僅追求高能量密度，還追求快充性能，這就需要比較高的離子電導(dǎo)率，氧化物的離子電導(dǎo)率是介于硫化物和聚合物中間，硫化物的離子電導(dǎo)率是三者之間最高的，但成本最高”。

曾佑鵬表示，從目前各個(gè)廠(chǎng)商的布局來(lái)看，單一的電解質(zhì)路線(xiàn)都比較少，大家走的都是復(fù)合路線(xiàn)，比如聚合物復(fù)合硫化物，或者硫化物復(fù)合氧化物、氧化物復(fù)合聚合物，因?yàn)閱我坏碾娊赓|(zhì)各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能達(dá)到綜合的性能。

從產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展來(lái)看，曾佑鵬說(shuō)，目前氧化物、聚合物路線(xiàn)都已轉(zhuǎn)向固液混合，特別是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)車(chē)用方面都已經(jīng)在量產(chǎn)裝車(chē)，“為什么它會(huì)走向半固態(tài)呢？主要是因?yàn)楣坦探佑|，特別是氧化物路線(xiàn)，它是比較難解的問(wèn)題，加一點(diǎn)液態(tài)電解質(zhì)，它可以對(duì)固固接觸起到很好的作用，從而提升電導(dǎo)率進(jìn)而提升能量密度等，硫化物因?yàn)樗旧韺?duì)水汽敏感，就不適合做半固態(tài)。”

從應(yīng)用角度來(lái)看，盡管當(dāng)前有關(guān)固態(tài)電池的利好消息不斷，但曾佑鵬告訴記者：“目前全球全固態(tài)電池均處于研發(fā)試制階段，尚未量產(chǎn)及應(yīng)用，已經(jīng)量產(chǎn)應(yīng)用的均為半固態(tài)電池，下游應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車(chē)、儲(chǔ)能、低空經(jīng)濟(jì)、消費(fèi)電子、工業(yè)機(jī)器人等?！?/p>

“預(yù)計(jì)今年全球固態(tài)電池應(yīng)用規(guī)模約為7GWh，主要得益于半固態(tài)電池在車(chē)用端的應(yīng)用拉動(dòng)，尤其是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)目前半固態(tài)電池上車(chē)，今年規(guī)模已接近5到6GWh，前幾年有贛鋒鋰業(yè)、孚能科技、衛(wèi)藍(lán)新能源的電池已經(jīng)裝車(chē)應(yīng)用，今年又新增了清陶新能源在四季度裝車(chē)，明年預(yù)計(jì)會(huì)有更多的車(chē)型搭載半固態(tài)電池?！痹御i說(shuō)。

至于全固態(tài)電池的商用時(shí)間，曾佑鵬認(rèn)為，由于產(chǎn)業(yè)化初期成本較高，全固態(tài)電池可能最早在2026年左右會(huì)有一些企業(yè)試裝，2027年至2030年間可能都處于小規(guī)模示范應(yīng)用階段，市場(chǎng)滲透率較低，2030年之后會(huì)有一個(gè)比較大的突破。

TrendForce集邦咨詢(xún)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，2030年固態(tài)電池市場(chǎng)需求將突破328GWh，其中半固態(tài)需求超270GWh，2035年固態(tài)電池市場(chǎng)需求將突破1000GWh，其中全固態(tài)電池需求預(yù)計(jì)250GWh，進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，半固態(tài)電池將達(dá)757.35GWh。

目前已公開(kāi)的各企業(yè)全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間表，也基本印證了上述判斷。

對(duì)比來(lái)看，目前整個(gè)鋰電池應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模大概為1200GWh，其中動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、消費(fèi)電池總體呈現(xiàn)7:2:1分布，曾佑鵬預(yù)計(jì)未來(lái)固態(tài)電池與鋰電池將長(zhǎng)期共存，以滿(mǎn)足不同市場(chǎng)需求。

“全固態(tài)電池對(duì)比半固態(tài)電池或液態(tài)電池在技術(shù)上擁有明顯優(yōu)勢(shì)，一旦技術(shù)成熟、成本下降，市場(chǎng)滲透率將迅速提升，同時(shí)固態(tài)電池應(yīng)用場(chǎng)景更廣泛，目前半固態(tài)電池不僅是未來(lái)固態(tài)電池的技術(shù)積累階段，也是逐步市場(chǎng)化的過(guò)程。”萬(wàn)聯(lián)證券投資顧問(wèn)屈放對(duì)記者表示。

券商研報(bào)顯示，目前磷酸鐵鋰電池成本約為0.467元/Wh，三元鋰電池成本則為0.512元/Wh，而半固態(tài)電池成本約為2元/Wh，全固態(tài)電池成本則4-5元/Wh，成本高制約全固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程。

多位受訪(fǎng)人士對(duì)記者表示，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)能否快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，還與產(chǎn)業(yè)政策密不可分，近幾年國(guó)內(nèi)雖陸續(xù)出臺(tái)了一系列支持固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，但目前國(guó)內(nèi)仍以市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)為主，尚未出臺(tái)固態(tài)電池補(bǔ)貼政策。