美国固态电池公司飙升,固态公司QuantumScape单日股

2024年，动力电池板块在资本市场仍处于困境。自1月份以来，电池ETF下降了3.8%。

虽然整个动力电池板块仍然低迷，但固态电池板块却很受欢迎。金龙宇、三祥新材料、恩捷股份等固态电池概念股均迎来股价大幅上涨。其中，金龙宇在5个交易日内收获了4个交易限额。美国固态电池公司飙升，固态电池公司QuantumScape单日股价上涨43.09%以上。

由于1月份以来固态电池的频繁积累，固态电池板块很热。首先，日本电池公司麦克赛尔开发了圆柱形全固态电池。此外，QS的固态电池产品在实验室中通过了公众的耐久性测试。1月11日，哈佛大学还宣布使用新的方法来提高固态电池的使用寿命。

那么，我们应该如何理解固态电池的技术进展呢？当然，电池已经进入了商业化的拐点吗？

本文持有以下观点：

1、固态电池弥补了性能的不足。与液态电池相比，固态电池的缺点是使用寿命短。但QS和哈佛大学的技术突破解决了这个问题。特别是哈佛大学开发的新技术，使固态电池至少可以充放电6000次，超过市场上所有的软包装电池。

2、固态电池遇到了大规模生产的瓶颈。目前，固态电池仅在实验室中得到验证，相当于概念产品，距离大规模生产着陆还有很长的时间。参考4680电池只改变了部分工艺，大规模生产探索经历了大约3年。材料、配方和工艺需要更改的固态电池大规模生产时间更长。

3、固态电池很难商业化。由于固态电池材料成本较高，固态电池成本为液态电池的数倍，仅150kWh的半固态电池价格就相当于蔚来ET5。商业世界的规律是，当性能可用时，成本是战争的赢家和输家。

/01/固态电池补充性能短板

固态电池相对于当前的主流电池。严格地说，现阶段的锂电池应该被称为液态锂电池，因为其核心电池材料之一是液态电解质（也称为电解质）。使用固态电解质的锂电池被称为固态锂电池，简称固态电池。

2024年，固态电池成为投资者最喜爱的板块之一。1月5日，美股固态电池QuantumScape飙升43.09%，国内固态电池概念股也爆发。例如，金龙宇在5个交易日内获得了4个交易限额。

由于固态电池弥补了性能不足，固态电池股价爆发。开发固态电池最大的困难是，当固体与固体接触时，其紧密度低于固体和液体，导致电池导电性差，使用寿命短。丰田花了30年开发的固态电池将报废800次。大多数液体电池可以达到数千次。

然而，在1月份之后，公众宣布与美国公司QS的固态电池产品已经通过了PowerCo（大众电池子公司）的耐久性测试。在实验室中，QS开发的固态电池经历了1000多次充电循环测试，电池容量保持率仍在95%以上。不久之后，哈佛大学工程与应用科学学院的研究人员也表示，他们开发了一种使用新型锂金属电池制造固态电池的新方法。使用这种方法，固态电池可以充放电至少6000次，超过市场上所有的软包装电池。

在弥补了最后一个性能的不足之后，固态电池已经在几乎所有的主要性能上悬挂了液态电池。

例如，在能量密度方面，行业普遍预计主流电池的理论能量密度上限为300Wh/kg，亿纬锂4695大圆柱电池的能量密度已达到300Wh/kg。换句话说，传统电池的天花板已经达到了能力密度。

与传统电池相比，300Wh/kg只是固态电池的起始级别，固态电池将用锂金属阳极代替石墨阳极。锂金属阳极具有更高的能量密度。SEAS材料科学副教授Xin Li说，锂金属阳极电池的容量密度可以达到商用石墨阳极电池的十倍，大大提高了电动汽车的续航里程。

固态电池不仅能量密度更高，而且更安全。传统的液体电解质（电解质）非常可燃，只要开始燃烧，基本上就不可能停止燃烧。固态电解质取代了电解质，完全解决了易燃问题，因此固态电池也被认为是电池安全的最高水平。

合理地说，性能全面领先的固态电池在研发成功后很容易取代当前的液态电池。但理想是美丽的，现实是骨感的。

/02/遇到量产瓶颈

1月11日，以固态电池概念实现5天4板的金龙羽宣布:“公司关注的是，近期固态电池的概念引起了市场的高度关注，但公司项目的技术研发和工业化成功存在许多不确定性。”

金龙宇的公告意义非常明确，固态电池距离工业化还有很长一段时间。从产品阶段来看，即使是通过公共耐久性测试的固态电池产品也只有A类。

一款全新的电池产品要想量产，需要经历A样、B样、C样、D样四个阶段。A样本阶段主要用于验证电池材料的系统，是仍处于概念阶段的实验室产品，B样本将开始电池设计，确定电池的规格、容量、包装形式等，并进入样品车进行测试。C样本为小批量生产，D样本为大批量生产。假如一个量产装车的电池可以看作是成年人，那么A只是进入小学阶段。

如果固态电池想从实验室进入生产线，就必须克服许多困难。与传统的液体电池相比，固态电池需要在极片、电解质、固体界面和包装技术等方面进行更改。换句话说，液体电池的生产过程很难完全重用于固体电池，固体电池需要重新探索材料、配方、制造工艺等核心环节。

验证每个链接都需要很长时间。以工艺为例，电池生产过程涉及 50多道工序，前一道工序的成品是后一道工序的原材料。改进一道工序意味着修改前后工序，经常拉动全身。

例如，特斯拉的4680电池只将传统的锂电池湿工艺改为干工艺，至少涉及7个步骤。繁琐的工艺探索拖延了4680电池的量产时间，特斯拉于2020年开发了4680 原计划2021年大规模生产电池，但直到2023年底4680电池才实现小规模交付，生产效率远低于预期。2024年初，4680 电池的生产效率约为85 每分钟远低于350 个/ 预期分钟。

考虑到固态电池比4680电池更大的范围和难度，显然需要更多的时间来探索固态电池。

从目前固态电池的批量生产阶段来看，该行业还远未进入生产过程阶段。目前，行业在前端电池配方方方面仍存在差异。固态电池配方主要分为硫化物、聚合物和氧化物三条技术路线。丰田、三星SDI等日韩企业，主要押注硫化物体系，技术积累深厚。欧洲倾向于聚合物路线，而中国主要是氧化物系统。然而，无论哪条路线，都存在基本的技术挑战和成本问题，行业最终将应用哪条路线尚不清楚。

虽然电池距离量产还有很长的距离和时间，但各种迹象表明。

/03/商业化遥遥无期

固态电池公司的一位高管曾提到：“如果不考虑成本，橡树岭实验室已经制造了全固态电池，但只能应用于心脏起搏器，一种可以承受高溢价的设备。”这表明，高成本已成为固态电池商业应用的障碍。

固态电池的成本是液态电池的几倍，甚至一个固态电池的价格也相当于一辆车。例如，150kWh半固态电池的成本约为22万元至25万元，相当于威莱ET5，全固态电池的成本将更高，可达30万元左右。

固体电池成本高既有阶段性规模问题，也有刚性材料成本问题。固态电池需要建造大量的工厂和生产线，但早期固态电池产量相对较低，不能形成规模效应，需要更高的价格稀释成本。同时，由于固态电池生产工艺不成熟，良率低，也会转移到成本上。2022年底，4680电池产量仅为92%，特斯拉4680电池出现过良率问题。根据行业计算，4680电池的良率应超过 只有95%，才能降低成本。

虽然从长远来看，固态电池可以通过批量生产来分摊成本，提高生产过程的成熟度。但材料成本无法克服。固态电池需要用电解质代替电解质，而国联汽车动力电池研究所董事长熊柏青曾提到，固态电解质比电解质贵几倍。同时，由于电解质的导电性低于电解质，固态电池需要比能量更高的正负极，这将进一步增加材料成本。

从这个角度来看，在更高的材料成本下，固态电池的成本很难低于液态电池。商业世界的规律是，成本是商业战争的赢家，典型的案例是日本家电的兴衰。

日本家电凭借工匠精神，在产品性能上不断提高，占领世界。中韩企业走上了另一条道路，注重降低产品成本，同时家电性能满足消费者的基本要求。最终，日本家电的性能仍处于世界领先地位，但在终端市场上，它被成本更低、价格更便宜的中韩企业所击败。

回到电池行业，虽然液态电池的能量密度即将达到天花板，但大多数新型纯电动汽车的电池寿命也超过500公里，基本上可以覆盖绝大多数用户的旅行场景。如果固态电池的成本很高，即使在批量生产成功后，固态电池也很难取代液态电池。

取代万亿级动力电池市场规模的故事很宏大，但固态电池首先要证明的是，它们可以脚踏实地地地降低成本。