未来10年将是全固态电池研发的关键机遇期

作者|甄瑶

编辑|李国政‍‍

生产|帮宁工作室（gbngzs）

“我们的目标是在2026年实现全固态电池装载。”

2023年11月17日，广汽集团总经理冯兴亚在第21届广州国际车展上表示，广汽集团将固态电池、无钴电池、低钴电池和钠离子电池纳入关键技术。

▲图片来源/广汽集团

同日，在车展相关新闻发布会上，长安汽车和东风日产也发布了配备全固态电池的计划。

“计划到2030年推出液体、半固态、固态等8个自研电池，形成不少于150吉瓦时的电池（GWh）电池产能。”长安汽车总裁王军表示，重量能量密度将在2027年达到350-500Wh/kg、750-1000Wh的体积能量密度L，并逐步量产应用，实现2030年的普及。

全固态电池也是东风日产新闻发布会的亮点。

“以Hyper的名义，日产迎来了全固态电池技术的前瞻性突破，率先抢占新能源汽车的新核心领域。”东风汽车副总裁、东风日产总经理山口武表示，日产已经为全固态电池的量产制定了明确的规划——2024年启动试点工厂，2028年前量产上市。

动力电池作为新能源汽车的关键部件之一，是兵家必争之地。固态电池是下一代电池技术的方向之一，也是汽车产业链竞争的高地。

各行各业的巨头都在争相进入。全固态电池，行业热议，消费者期待已久，终于有了明确的量产搭载时间表——准备2025，决战2030。

▲图片来源/长安汽车

除上述汽车公司外，丰田、宝马、大众等已发布全固态电池计划。

丰田计划于2025年左右投产全固态电池，2030年批量生产；宝马承诺在2025年前推出全固态电池电动汽车原型，2030年前批量生产；公众表示，正在积极开发全固态电池技术，预计将于2025年使用；福特预计将于2026年推出带固态电池的车型……

从表面上看，在今年的广州车展上，1000多辆展览车在同一舞台上竞争。现场非常热闹。观众沉浸在新车发布、电气化和智能化的狂欢节中。在它背后，一场看不见的全固态电池比赛悄然开始。

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黎明前的夜晚

“动力电池上半场以锂电池为主，下半场固态电池将成为主角。”很多业内人士研判。

在上半年的竞争中，中国已经成为全球电力电池行业的领导者。市场规模连续六年处于全球领先地位，建立了全球产业链最完整、规模最大的电力电池产业体系。约有5万家企业争相投资锂电池行业的新浪潮。

然而，随着新能源汽车的快速发展，行业越来越意识到传统液体锂电池的极限，如能量密度上限低，不能消除消费者的里程焦虑；整体电池质量大；低温运行不良，高温环境存在安全风险。

因此，全固态电池的呼声越来越强烈。

固态电池可以追溯到20世纪初。当时，德国化学家瓦尔特·恩斯特·莫兹利提出了固态电解质电池的概念。直到2010年，丰田才推出了续航里程超过1000公里的全固态电池。

此后，许多企业和研究机构开始开发固态电池技术，试图用固态电池取代传统的液态锂电池。

全固态电池技术的研发经历了很长一段时间。近年来，随着技术的不断进步和市场需求的增长，丰田、日产、宝马、大众、广汽、上汽、长安等越来越多的汽车公司开始关注和研发。

“电池技术的创新周期约为30年。这一代锂离子电池在动力方面的应用始于2000年左右，预计2030年将进行全面创新。”

中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在新能源科学与交通电气化国际论坛上表示，动力电池开发的第一个十年主要解决了安全问题，目前仍在继续解决。

2010年以来的第二个十年，动力电池行业规模逐步扩大，智能手段推动动力电池全产业链技术创新。第三个十年应该是新材料的更换。正在开发以固态电解质研发为核心的全固态电池，预计2030年成熟。

虽然全固态电池有各种优点，但工业化进展并不顺利。纵观世界，汽车上没有大规模生产的固态电池。

即使是丰田也没有。早在2011年，丰田就宣布将于2015年至2020年推出固态电池，并表示固态电池将完全解决新能源汽车的里程问题，促进新能源汽车的普及。然而，全固态电池尚未在商业上得到广泛应用。

▲图片来源/丰田

在这个过程中，需要克服一些关键的技术挑战和难题。

首先，虽然全固态电池具有能量密度高、充电速度快、安全性高等优点，但制造工艺和材料科学的挑战不容忽视。

全固态电池中的固体电解质需要在高温下稳定工作，并确保其安全性和稳定性。制造成本也需要得到有效的控制，以使其在市场上具有竞争力。

其次，除了技术挑战、市场接受度和供应链准备程度外，也是影响固态电池广泛应用的重要因素。新能源汽车市场仍处于初级阶段，消费者对新能源汽车的接受度有待提高。

第三，整个供应链的准备工作需要跟上新能源汽车市场的发展步伐，包括电池回收和再利用。

许多业内人士认为，在2030年之前，全固态电池不太可能大规模生产。“未来10年将是全固态电池研发的关键机遇期。”据中国工程院外籍院士孙学良介绍，全固态电池的大规模生产和应用窗口期为2025-2030年。

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决战2030

 虽然广泛使用还需要时间，但全固态电池的巨大潜力不容忽视。

“预计2030年全球固态电池市场空间将超过3000亿元。”据华泰证券研究报道。

更有甚者，全固态电池或下一代电池的主流，如果投入实际使用，电动汽车市场的地图可能会被重写。

今年10月12日，光兴生产和丰田宣布，两家公司将共同开发全固态电池的大规模生产技术。

“固态电解质”是正极（ ）丰田表示，将致力于在负极(-)之间开发大规模生产固体电解质技术，提高其生产能力，建立供应链。

“接下来是制造阶段。现在实现能力很重要。两家公司携手合作，将实现能力的效果提高几倍。”佐藤恒治，丰田总统说。

尽管丰田宣布了全固态电池技术的巨大进步，这似乎给快速着陆带来了希望，但专业人士对其公布的信息持怀疑态度。

“目前，全固态电池仍有一些核心问题需要解决。如果丰田表示现在可以生产全固态电池，我表示怀疑，但说到2027年，我无法预测宁德时代的技术水平非常困难。”宁德时代动力电池行业龙头首席科学家吴凯说。

全固态电池的技术瓶颈尚未突破，工业化面临诸多问题，但并不影响各行各业玩家蜂拥而至的热情。

▲图片来源/东风日产

“尽快到明年，日产全固态电池将投入工厂试生产。最早到2028年，日产全固态电池将全面商业化、大规模生产。”东风日产用户运营中心副部长周谦表示，这一时间节点目前处于世界领先地位，这源于日产的三大技术优势。

第一，续航里程是当前电池产品的两倍；第二，充电时间只需要当前电池产品的1/3；第三，与目前的燃油车成本相比，导入后整体成本并没有增加，这取决于日产成本控制的优势。

虽然日本企业在固态电池材料、电解质和制造技术方面拥有一些核心技术和专利，技术壁垒较高，但中国汽车企业也在积极探索和实践，取得了一些突破。

“仅仅在过去的三天里，广汽埃安实验室宣布完成固态电池界面改性技术试验验证，并宣布了新的技术突破，将于2026年率先在浩铂上大规模生产。”

▲图片来源/广汽埃安

11月21日，广汽埃安官员表示，新技术将降低固态电池寿命50%，循环150周后电池容量将保持在90%以上。此外，为了实现固态电池综合性能的持续优化，还加快了新型固态电解质、固态界面改性等相关技术的发展。

除广汽集团外，长安汽车还加大了对真金白银的投入，积极推动动力电池技术研发，跑步加入竞争圈。

在产品布局方面，长安汽车计划到2030年推出液体、半固态、固态等8个自主研发电池，形成不低于150GWh的电池容量。

在系统能力方面，长安汽车成立了先进的电池研究所，拥有1200多名电池研发人员，包括125名高级专家和顶尖学术人才。“未来，我们将投资100亿元，到2024年，电池团队将达到3000人。”王俊表示。

▲长安汽车总裁王军

此外，早在2016年，比亚迪就将固态电池确定为未来的发展方向，并于2021年公布了硫系添加剂全固态电池专利。

今年5月31日，上汽集团与清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议，决定进一步深化双方长期双赢的战略合作伙伴关系，率先推动2025年10万辆固态电池技术大规模生产，依托世界领先的创新技术，为消费者打造真正安全、节能、性价比高的电动汽车。

根据主流汽车公司和电池制造商的声明，固态电池的大规模生产时间基本上在2030年左右。

然而，随着未来技术的进步，固态电池“早产”趋势也很明显。

“我们需要吃碗，看锅，给予足够的重视。”中国电动汽车百人协会副主席董阳认为，日本在研发和专利方面的优势并不一定意味着日本在固态电池领域的胜利。

一方面，我国固态动力电池研究并不落后，在世界科学期刊上发表的文章数量居世界第一。另一方面，尽管日本在研发方面实力雄厚，但中国拥有世界上最大的新能源汽车市场，预计未来固态电池产业化将超越。

在今年的广州车展上，许多汽车公司展示了固态电池领域的最新进展和成果，反映了行业对固态电池技术的关注和期望。但目前，全固态电池竞争正处于黎明前的夜晚。

7年后的分水岭，即2030年。