芯耀
2864
全固態(tài)電池，還在延續(xù)新能源汽車(chē)電動(dòng)化的神話。
完全在意料之內(nèi)，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)熱度絲毫未見(jiàn)降低的端倪。
如果說(shuō)2024年國(guó)內(nèi)固態(tài)電池各相關(guān)企業(yè)逐步透露其量產(chǎn)能力和量產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，那么2025年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)全固態(tài)電池企業(yè)則呈現(xiàn)出集體加速的態(tài)勢(shì)。
從企業(yè)技術(shù)突破與量產(chǎn)規(guī)劃角度來(lái)看，2月9日，長(zhǎng)安汽車(chē)發(fā)布金鐘罩固態(tài)電池，能量密度達(dá)400Wh/kg，支持1500km續(xù)航里程，計(jì)劃2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)，2025年底完成功能樣車(chē)開(kāi)發(fā)。
比亞迪鋰電池CTO透露，該公司已量產(chǎn)60Ah全固態(tài)電池，預(yù)計(jì)2027年啟動(dòng)批量裝車(chē)應(yīng)用，還計(jì)劃在2027年開(kāi)始批量生產(chǎn)全固態(tài)電池，并全面裝車(chē)應(yīng)用，且預(yù)計(jì)固液混合電池成本將與現(xiàn)有液態(tài)電池持平。
國(guó)軒高科已成功研發(fā)車(chē)規(guī)級(jí)硫化物全固態(tài)電池“金石電池”，能量密度突破400Wh/kg，計(jì)劃2025年啟動(dòng)上車(chē)驗(yàn)證。
寧德時(shí)代的硫化物全固態(tài)電池研發(fā)取得里程碑式進(jìn)展，單體能量密度突破500Wh/kg，較當(dāng)前主流液態(tài)鋰電池提升超40%。預(yù)計(jì)2027年將實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。
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(kāi)發(fā)出中國(guó)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(zhì)中試線落地云南，為固態(tài)電池核心材料國(guó)產(chǎn)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(quán)的關(guān)聯(lián)公司與北京衛(wèi)藍(lán)新能源簽訂《采購(gòu)框架協(xié)議》：自2025年至2030年，北京衛(wèi)藍(lán)新能源將向上海恩捷及其有控制權(quán)的關(guān)聯(lián)公司預(yù)計(jì)下達(dá)半固態(tài)及全固態(tài)電池的電解質(zhì)隔膜訂單總計(jì)不少于3億平方米，預(yù)計(jì)下達(dá)全固態(tài)電池的電解質(zhì)訂單總計(jì)不少于100噸。
現(xiàn)如今，全固態(tài)電池正呈現(xiàn)完全的蓄勢(shì)待發(fā)態(tài)勢(shì)。然而，當(dāng)我們把目光從實(shí)驗(yàn)室的理想數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)全固態(tài)電池全產(chǎn)業(yè)從業(yè)者還需要思考其大規(guī)模商業(yè)化的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題——成本。
爭(zhēng)先量產(chǎn)，到底在“爭(zhēng)”什么？
近些年來(lái)，全固態(tài)電池的相關(guān)消息逐步走出了實(shí)驗(yàn)室之外，從對(duì)消費(fèi)市場(chǎng)而言生澀抽象的理論層面，逐步邁向即將切實(shí)發(fā)揮作用的消費(fèi)端。
在應(yīng)用之前，當(dāng)下全固態(tài)電池正面對(duì)量產(chǎn)第一關(guān)。且何時(shí)量產(chǎn)這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)各國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)從業(yè)者而言，似乎顯得尤其重要。
蓋世汽車(chē)注意到，每一次固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)取得相關(guān)技術(shù)進(jìn)展或者量產(chǎn)能力提升，幾乎都會(huì)牽動(dòng)資本市場(chǎng)相關(guān)概念股的股價(jià)變動(dòng)?？梢哉f(shuō)，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的任何一次進(jìn)展，都牽動(dòng)著資本市場(chǎng)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(dāng)日A股固態(tài)電池板塊異動(dòng)走高，鵬輝能源20cm漲停。太藍(lán)新能源在2024年4月4日宣布成功研發(fā)出車(chē)規(guī)級(jí)單體容量120Ah、實(shí)測(cè)能量密度高達(dá)720Wh/kg的超高能量密度體型化固態(tài)鋰金屬電池，相關(guān)消息也使固態(tài)電池概念板塊受到市場(chǎng)關(guān)注。
此外，全固態(tài)電池技術(shù)的突破不僅利好研發(fā)企業(yè)，也會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)企業(yè)的股價(jià)。例如翔豐華與清陶能源簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，全面合作固態(tài)/半固態(tài)電池高比容負(fù)極材料關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及供應(yīng)，在固態(tài)電池技術(shù)受關(guān)注時(shí)，翔豐華等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)股價(jià)也會(huì)有所上漲。
根據(jù)蓋世汽車(chē)觀察，當(dāng)前，在全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，尤其以中日韓為代表的三國(guó)全固態(tài)電池企業(yè)隱隱透露著“爭(zhēng)先恐后”的角逐意味，每一個(gè)企業(yè)都想成為最先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的首位。
這里我們分國(guó)內(nèi)外企業(yè)兩個(gè)維度來(lái)看。
蓋世汽車(chē)了解到，豐田計(jì)劃在2027-2028年間實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)，并在2027年推出首款搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)（bZ4X 后續(xù)車(chē)型）；三星計(jì)劃2027年量產(chǎn)全固態(tài)電池，其固態(tài)電池續(xù)航已突破966公里；現(xiàn)代汽車(chē)將于2025年3月啟動(dòng)全球首條全固態(tài)電池生產(chǎn)線；QuantumScape交付首批樣品時(shí)，固態(tài)電池的腳步聲似乎也越來(lái)越近，其已與大眾、寶馬達(dá)成合作。
梅賽德斯-奔馳搭載全固態(tài)電池的測(cè)試車(chē)已正式啟動(dòng)道路測(cè)試，采用Factrial Energy提供的鋰金屬陽(yáng)極固態(tài)電池電芯，系統(tǒng)能量密度高達(dá)450Wh/kg。
再看國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)（部分企業(yè)量產(chǎn)時(shí)間前文已提及），寧德時(shí)代計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)，技術(shù)路線聚焦硫化物電解質(zhì)。比亞迪宣布將在2027年啟動(dòng)全固態(tài)電池批量示范裝車(chē)，2030年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用；長(zhǎng)安汽車(chē)計(jì)劃2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)，2025年底完成功能樣車(chē)開(kāi)發(fā)。
廣汽集團(tuán)表示已初步打通全固態(tài)電池全流程制造工藝，預(yù)計(jì)2026年將搭載于昊鉑車(chē)型；國(guó)軒高科已成功研發(fā)出車(chē)規(guī)級(jí)全固態(tài)成品電芯“金石電池”，預(yù)計(jì)2027年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)及裝車(chē)測(cè)試；太藍(lán)新能源計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)無(wú)隔膜全固態(tài)電池批量生產(chǎn)，2026年進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段；清陶能源的全固態(tài)電池也已經(jīng)進(jìn)入沖刺階段，計(jì)劃今年開(kāi)啟整車(chē)驗(yàn)證，預(yù)計(jì)明年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
那么，大家到底在“爭(zhēng)”什么呢？在量產(chǎn)背后，究竟蘊(yùn)含著全固態(tài)電池企業(yè)們?cè)鯓拥臋C(jī)遇？
首先從全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)角度來(lái)看，目前中國(guó)以寧德時(shí)代和弗迪電池等為代表的動(dòng)力電池廠商已然占據(jù)了鋰電行業(yè)十分可觀的市場(chǎng)份額，日本、韓國(guó)動(dòng)力電池廠商的市場(chǎng)空間正在逐步縮小。
有觀點(diǎn)認(rèn)為，日本、韓國(guó)動(dòng)力電池廠商們寄希望于通過(guò)全固態(tài)電池奪回失去的市場(chǎng)份額。
換言之，全固態(tài)電池的量產(chǎn)可能會(huì)打破現(xiàn)有的電池和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)格局。新進(jìn)入者或傳統(tǒng)電池企業(yè)中的領(lǐng)先量產(chǎn)者，可能會(huì)改變市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，使行業(yè)資源向其傾斜。
那么目前來(lái)看，中日韓三國(guó)相關(guān)的全固態(tài)電池企業(yè)，到底誰(shuí)會(huì)最先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)呢？
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高表示，“中國(guó)全固態(tài)電池差不多會(huì)在2027年裝車(chē)，海外企業(yè)提前一年也沒(méi)有問(wèn)題，這不是什么大問(wèn)題。除非是大批量上車(chē)，至少要占到市場(chǎng)1%，否則毫無(wú)意義”。
此外，2月25日，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，2024年是中國(guó)全固態(tài)電池的里程碑年份，2024年下半年以來(lái)，中國(guó)申請(qǐng)的全固態(tài)電池專(zhuān)利快速增長(zhǎng)，是日本的三倍。同時(shí)，國(guó)內(nèi)主要汽車(chē)電池企業(yè)都開(kāi)始聚焦以硫化物為主體電解質(zhì)的全固態(tài)電池技術(shù)路線，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車(chē)用電池比能量每公斤400瓦時(shí)。
專(zhuān)家預(yù)計(jì)，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)始時(shí)間是2027年—2028年，2030年是完全可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的。
率先量產(chǎn)等于率先大批量搶占市場(chǎng)嗎？
正如歐陽(yáng)明高所述，全球全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)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(chǎn)之后，全固態(tài)電池企業(yè)還要面對(duì)搶占市場(chǎng)的問(wèn)題。
那么，率先量產(chǎn)就一定意味著可以大批量搶占市場(chǎng)份額嗎？
或許理想與現(xiàn)實(shí)有些許差距。
畢竟再具備里程碑式的全固態(tài)電池量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，也同樣需要接受市場(chǎng)應(yīng)用的考驗(yàn)。
全固態(tài)電池的主要技術(shù)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(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)表示，中國(guó)主要汽車(chē)電池企業(yè)都開(kāi)始聚焦以硫化物為主體電解質(zhì)的全固態(tài)電池技術(shù)路線，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車(chē)用電池比能量每公斤400瓦時(shí)。
聚焦單個(gè)全固態(tài)電池企業(yè)，一般而言，能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，意味著這家企業(yè)具備了何種能力呢？
首先是技術(shù)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(guān)企業(yè)需具備研發(fā)高性能固態(tài)電解質(zhì)、正負(fù)極材料的能力。如能研發(fā)出離子電導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好的硫化物電解質(zhì)，或找到與固態(tài)電解質(zhì)適配性佳、能提升能量密度的正負(fù)極材料，像寧德時(shí)代在硫化物和聚合物電解質(zhì)方面的研發(fā)。
在電池設(shè)計(jì)與集成方面，相關(guān)企業(yè)要設(shè)計(jì)出合理的電池結(jié)構(gòu)，解決固固界面接觸、散熱、體積能量密度等問(wèn)題。比如廣汽集團(tuán)采用第三代海綿硅負(fù)極與高容量固態(tài)正極技術(shù)，提升了電池性能。
此外，全固態(tài)電池量產(chǎn)面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，如鋰枝晶生長(zhǎng)、固態(tài)電解質(zhì)與電極材料的界面兼容性等。相關(guān)企業(yè)須有能力通過(guò)改進(jìn)材料配方、優(yōu)化工藝等方式解決這些問(wèn)題。
其次是生產(chǎn)制造層面。在工藝創(chuàng)新與優(yōu)化層面，全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)鋰離子電池不同，需要相關(guān)企業(yè)開(kāi)發(fā)新的工藝，如干法電極工藝、固態(tài)電解質(zhì)的制備與涂覆工藝等，并不斷優(yōu)化以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如利元亨成功打通全固態(tài)電池量產(chǎn)的全線工藝環(huán)節(jié)，具備干法電極設(shè)備、電解質(zhì)壓制轉(zhuǎn)印設(shè)備等相關(guān)技術(shù)。
在設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用層面，相關(guān)企業(yè)需要配備先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，部分設(shè)備甚至需要企業(yè)自主研發(fā)或與設(shè)備廠商合作開(kāi)發(fā)。比如，先導(dǎo)智能可為客戶(hù)提供從固態(tài)電極制備、固態(tài)電解質(zhì)膜制備及復(fù)合設(shè)備等全固態(tài)電池關(guān)鍵設(shè)備。
在質(zhì)量控制層面，相關(guān)企業(yè)需要建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，在原材料采購(gòu)、生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)把控，確保產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性，使電池的性能、安全性等指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。
最后是供應(yīng)鏈管理能力。在原材料供應(yīng)保障層面，相關(guān)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(zhì)材料等的穩(wěn)定供應(yīng)。與原材料供應(yīng)商建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，保證原材料的質(zhì)量和供應(yīng)數(shù)量。
在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同層面，全固態(tài)電池的量產(chǎn)需要與上下游企業(yè)緊密合作，包括原材料供應(yīng)商、設(shè)備制造商、電池模組廠商、車(chē)企等。如前文所述，衛(wèi)藍(lán)新能源與恩捷股份簽訂隔膜訂單，加速硫化物電解質(zhì)量產(chǎn)，就是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的體現(xiàn)。
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(jìn)行產(chǎn)品量產(chǎn)，但大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的前提是，量產(chǎn)還需疊加成本控制能力。
降低成本，再來(lái)5年？還是10年？
據(jù)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(chē)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(yīng)?。
首先在原材料方面，全固態(tài)電池中一些關(guān)鍵材料較為稀缺或生產(chǎn)成本高。如部分硫化物電解質(zhì)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(chǔ)量，但高品位的鋰礦資源有限，隨著需求增長(zhǎng)，價(jià)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(guò)程復(fù)雜，導(dǎo)致其價(jià)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(duì)原材料純度要求極高。以硫化物電解質(zhì)為例，雜質(zhì)可能會(huì)嚴(yán)重影響離子電導(dǎo)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(gòu)成本大幅上升。同時(shí)，為達(dá)到高純度要求，原材料的提純工藝復(fù)雜且成本高昂，進(jìn)一步推高了成本。
其次在生產(chǎn)制造工藝方面，全固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝相比傳統(tǒng)鋰離子電池更為復(fù)雜。例如，硫化物電解質(zhì)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(jié)等多種工藝步驟，且各步驟之間的銜接要求嚴(yán)格，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，這增加了生產(chǎn)過(guò)程中的人力、物力和時(shí)間成本。
目前全固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝還不夠成熟，生產(chǎn)過(guò)程中的一些環(huán)節(jié)效率較低。
比如在電池組裝過(guò)程中，由于固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面結(jié)合需要特殊處理，不能像傳統(tǒng)液態(tài)電池那樣快速進(jìn)行組裝，導(dǎo)致整體生產(chǎn)效率不高，單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量較低，分?jǐn)偟矫總€(gè)電池上的成本就相對(duì)較高。
與此同時(shí)，全固態(tài)電池生產(chǎn)需要一些專(zhuān)用的設(shè)備來(lái)滿足特殊的工藝要求。為了在無(wú)水無(wú)氧的環(huán)境下處理硫化物等對(duì)水分和氧氣敏感的材料，需要配備昂貴的手套箱等設(shè)備。此外，用于制備固態(tài)電解質(zhì)薄膜的物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等設(shè)備價(jià)格也非常高昂，企業(yè)需要投入大量資金進(jìn)行設(shè)備購(gòu)置，這無(wú)疑增加了生產(chǎn)成本。
有分析稱(chēng)，在沒(méi)有大規(guī)模量產(chǎn)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(wàn)元之間，加上其他因素，一塊電池的成本可能突破30萬(wàn)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(zhì)的成本如果能夠降到100萬(wàn)元/噸，全固態(tài)電池的成本大約為1元/Wh?。
據(jù)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(biāo)。途徑是，將通過(guò)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(shí)成本能降到比鋰電池或者半固態(tài)電池還低，尚無(wú)定論。
2024年7月，欣旺達(dá)在接受采訪時(shí)曾表示，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，欣旺達(dá)預(yù)計(jì)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(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的研究及預(yù)測(cè)，中期來(lái)看，有行研報(bào)告預(yù)估，2030年后當(dāng)全固態(tài)電池應(yīng)用規(guī)模大于10GWh，電芯價(jià)格將降至1元/Wh左右。
亦有行研機(jī)構(gòu)測(cè)算，預(yù)計(jì)全固態(tài)電池的出貨量在2030年達(dá)到85GWh，屆時(shí)硫化鋰價(jià)格有較大可能降至100萬(wàn)元/噸左右，硫化物電解質(zhì)成本降低至約45萬(wàn)元/噸，電池成本降低至0.85元/Wh。
長(zhǎng)期來(lái)看，有分析稱(chēng)，2035年經(jīng)過(guò)市場(chǎng)大規(guī)?？焖偻茝V，全固態(tài)電池電芯價(jià)格將有機(jī)會(huì)降至0.6-0.7元/Wh。
對(duì)比來(lái)看，在動(dòng)力電芯價(jià)格方面，2月20日，根據(jù)SMM最新數(shù)據(jù)，100Ah方形磷酸鐵鋰電芯價(jià)格為0.353元/Wh，6系方形三元電芯價(jià)格為0.5元/Wh。
不同企業(yè)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池價(jià)格也有所不同，2024年，一度有消息稱(chēng)，寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電芯報(bào)價(jià)為0.33-0.38元/Wh，零跑汽車(chē)的鐵鋰電芯采購(gòu)價(jià)曾做到0.4元/Wh。
可以期待，當(dāng)全固態(tài)電池成本降至0.6/Wh左右，全球新能源電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)會(huì)是怎樣一副繁榮的景象。
