纯电汽车销量降速，固态电池是不是解药？-电子工程世界

在AI还未取代人工之前，以固态电池为代表的新能源产业是否会率先吹响技术爆发的号角？而在2024世界新能源大会上，一个观点也逐渐被业内接受，即便固态电池可以量产成熟，磷酸铁锂、三元锂等液态电池也不会退出历史舞台。

388.7GW/h。

这是我国2023年动力电池装机量的总数据。与此同时，中国企业在2023年全球动力电池装机量排名中占据了前十的位置，总份额达到了64%。

前不久，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在一场行业论坛上表示，从2010年～2024年，动力电池比能量从100Wh/kg提高到了300Wh/kg，成本从大于4元/Wh下降至低于0.5元/Wh。

欧阳明高还表示，“过去10年来动力电池能量密度提升3倍，成本下降80%以上。”

实际上，对于300Wh/kg能量密度的动力电池，行业目前已经司空见惯。

日前，国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划 (2021-2035年)》指出，到2025年动力电池单体比能量达到400Wh/kg，2030年能量密度达到500Wh/kg。

随着动力电池性能的不断提升，纯电电动汽车续航里程已经能够突破1000公里大关，蔚来、智己、广汽、极氪等汽车厂商纷纷推出宣称1000公里续航的车型。

尽管锂离子电池发展仍然迅猛，竞争激烈，但是高能量密度和安全的矛盾问题仍被业界摆到台桌明面上质疑，综合性能仍然不能很好的满足汽车产业的高质量发展需求。

全固态电池被认为是解决高能量密度和安全性一个非常好的技术的路径，但到底还需几年才能量产？

在诸多车企今年逐渐放缓纯电车型的开发节奏下，纯电动车渗透率增势放缓的局面又成为关注焦点。

上海蔚来汽车有限公司电池系统副总裁曾士哲在2024年世界新能源大会上回答说：

“固态电池能否解决纯电动车渗透率放缓，这是电池安全性增强会不会带来纯电动车第二波增长的问题。说到安全，磷酸铁锂电池已经很安全，全固态电池解决的是长续航电池的安全问题。但长续航电池价格比较高，它能否推动纯电动车第二阶段增长主要在于成本高低。如果固态电池在解决安全问题的前提下，成本可以做到比一般三元电池还低的话，必然会带来销量增长。否则售价较高的全固态电池只能应用在高端电动车领域，带动高端电动车达到超长续航销量增加，这与国家期待的电动车整体增长是有差距的。”

这个新能源领域的常态化命题，来听听大会上其余诸位专家们是怎么接受灵魂拷问的？

01.

还面临哪些待解决的科学问题和工程技术问题？

由于当前液态锂电池存在的潜在风险，例如热失控和电池燃烧，所以在能量密度、安全性、工作温度等方面更具优势的固态电池，更能提高电动车的续航里程。

这已是业内共识。

但是半固态电池到全固态电池的发展演进中，首要面临的就是材料和界面问题。

比如如何解决正极材料稳定性差，接触阻抗大，以及负极的循环寿命等。

中国科学院物理研究所研究员、卫蓝新能源首席科学家李泓在过去一段时间研究全固态电池中发现，为了提高能量密度，必须要解决在液态电解质锂离子电池中的不稳定性。

李泓认为——

正极表面的过度金属容易溶解下来在酸性的电子之中。因此需要稳定正极内部的结构，如果有一个稳定的界面抑制过度金属的溶解，保证锂离子正常的进出，就可以把一些高能量密度的正极材料在电池中使用，从而使用电池的能量密度，这起了非常关键的作用。

从技术路线上来看，目前国内固态电池的电解质路线主要包括聚合物、氧化物、硫化物。

像丰田、三星SDI、宁德时代、国轩高科等企业押注的是硫化物路线；清陶能源、北京卫蓝、赣锋锂电、重庆太蓝等选择了氧化物路线。据观察，目前很少有固态电池公司在做纯聚合物路线。

而提到这些路线纷争时，韩国浦项科技大学教授Byoungwoo KANG认为，需要对这些材料进行综合的使用，才能使界面的稳定性得到更高的表现。

如果追追求全固态电池更好的稳定性，Byoungwoo 认为氧化物就要和聚合物进行混合。

Byoungwoo 作为科学家，则更多围绕产业化和产品的市场接受度的问题去做探讨。

他表示：

”我们现在已经处在一个非常好的产业表现过程中，我们可以逐渐化的进行量产，在这个过程中，我们对于聚合物它是比较容易进行产业化的发展。所以我们其实不太需要把它进行大量的资金的投入，所以我们能够将聚合物在发展的过程中进行稳定的推进。同时，还能够把得到成本更好的控制，价格也可以更低，对于能量密度和安全性都可以有比较好的一个平衡。

而在实际应用中，由于固态电池的量产难度导致进展缓慢，更多厂商则把固态电解质和液态电解质混合使用，即所谓“半固态电池”，但能量密度、成本、安全性比液态电池表现优异程度并不大，一度被称之为抄捷径的技术路线。“

无论是电池产业链公司还是车企，都试图用半固态电池来试图过量产这道关，实验室的技术没做完，就直接来到市场赛马，只为先抢占全固态赛道的市场份额。

放眼全球，无论是研发还是产业化，全固态电池的最新进展信息已经扩散至美国、日本、韩国的企业，他们也在纷纷发布量产计划。详见《别激动，固态电池还只是一笔“风险投资”》

甚至有研究发现，早在上世纪90年代，美国橡树岭国家实验室发现了合适的固态电解质，以此为基础的薄膜电池能量密度超过700Wh/kg，是如今液态锂电池的2.5倍。

毕竟，全固态电池的量产更事关占据科技主导权的之争。清陶能源联合创始人、总经理李峥李峥此前曾表示，谁先量产决定着谁将掌握新能源汽车下一阶段竞争的技术主导权。

而达成这一目标的最有效手段，就是不断提速固态电池的商业化速度、技术实力、产业链成熟度。

02.

全固态电池技术“困难主义”背后的真相

受制于技术和制造工艺等方面的挑战，全固态电池的大规模量产仍处于黎明前夜。

于主机厂而言，横亘在面前的现实难题主要是平衡好技术和经济性的难点。

比如技术很难攻破的一大难点在，硫化物空气稳定性不好，所以在它的制备包括界面的问题，要界面更好，需要等性压等等的设备，但在产业上还不是很成熟。

谈到成本的问题，东风汽车集团有限公司研发总院高能研发高级经理金玲感受颇深：

大家知道现在的汽车行业包括动力电池行业太卷了，整个三元电池的成本到了四毛多，磷酸铁锂三毛多，30万以下的车磷酸铁锂的电池就可以实现400-600公里，对于客户来说更关心的是性价比。

现在的固态电池不管是装车验证的半固态电池，倍率性能还比不过液态电池，液态电池在2022年推出了3C，现在已经有了6C电池，所以固态电池在倍率性能和循环寿命这一块，还需要继续向液态电池靠拢，所以不管是技术性的难点，还是经济性的难点，都是全固态电池规模的一个挑战。

目前，全固态电池在整个全球都是通过政策引导，资金补贴，还有产业链的协同在推进。基于这个背景，行业达成的一个共识是，全固态电池普遍预测2027年将小批量投产。

金玲认为：“我们觉得全固态电池应该会在2027年的时候首先实现装车验证，国家部委发布很多课题的时间节点也和这个比较接近，2027年实现装车验证，整个的大规模的量产，应该是在2030年前，技术的成熟和成本的下降，会让我们的全固态电池和液态电池相比更有竞争优势。”

除了材料成本高，空气稳定性的问题，作为经常被与宁德时代作比较的国内动力电池厂商蜂巢能源，也道出了固态电池难从实验室走向全固态电池产业化的真相。

蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研究院总经理苗力孝表示：

“现在液态电池的生产工艺已经非常成熟，其制造成本大概在六毛多钱每瓦时。我们默认全固态电池未来的制造成本也要和液态电池接近。基于这个前提，目前固态电池材料的价格实在太高——每吨2000万元人民币。到2030年如果能把硫化物固态电解质的成本降低到100万元人民币每吨，甚至50万元人民币每吨，全固态电池做到六十安时，成本将下降到一元人民币一瓦时。但液态电池2030年成本将会是三毛或五毛钱一瓦时，所以从应用场景来讲，固态电池还是会偏向于高端车，即售价30万元以上甚至100万元以上的电动车。”

在苗力孝看来，如果用干法制造固态电池的话，制造设备也是很重要的一环——在试验室可以半自动或者手动制作固态电池，如果真正实现量产，限制固态电池大规模推广应用的依然是成本问题。

毕竟，大规模制造固态电池肯定不能像试验室一样在手套箱中操作，整个生产环境需要有干防条件，干防条件差异会直接影响电池性能。

同时，设备工艺对固态电池同样产生很大影响，目前国内做全固态电池的多数是初创企业，大家各有各的工艺路线，由于工艺路线不确定导致制造设备也无法统一开发。

安徽盟维新能源科技有限公司创始人、CEO周莉莎周莉莎回答说：“对于电池生产企业来说成本更重要。我们重点关注两大板块：一是材料，二是电芯制造成本。“

“目前固态电池产业化核心是还没有找到一款真正的固态电解质能够有效解决电芯问题，所以在工程维度上还很难开发和生产出真正意义的全固态电池。同时，制造成本维度，由于工艺路线不确定导致制造成本同样无法确定。”

而当实验室产品和真正落地的产品差距还很大时，对于全固态电池的量产上车装车使用，自然要用谨慎的眼光看待。

03.

规模化量产上车的预测

当丰田汽车宣布将于 2026 年正式开始生产固态电池，且这一计划已获得日本政府的批准后，再次审视国内市场，我国固态电池何时迎来拐点？何时真正上量应用？

现在，行业将固态电池产业化时间普遍定在2027年-2030年，国内外不少车企对于固态电池“上车”有了较为明确的时间表。

广汽集团宣布全固态电池将于2026年实现量产搭载，率先应用于旗下的昊铂车型；

长安汽车计划在2030年实现量产；