固態電池，終於迎來60億的春風
國家隊上大分
國家隊還是下場了。
固態電池市場方興未艾，政府也開始鼓勵有條件的企業，對全固態電池相關技術開展研發，整體支援金額或達60億元。
這個史無前例的項目，由政府相關部委牽頭實施鼓勵，據悉，經過嚴格篩選後，最後具體分為七大項目，比如聚焦聚合物和硫化物等不同技術路線。
頂層設計開足馬力，相關企業獲得的是真金白銀的支援，目前這個消息已經得到多位知情人士確認。一旦落地，也將是政府部門首次對固態電池研發進行規模資金支援。
中國已經成為全球新能源產業鏈最完整的國家，同時也是新能源車最大的市場，而業內共識則認為，固態電池是電動車下一階段競爭的核心。此時國家隊入場，一直處於炒作階段的固態電池，可能真的要落地了。
01 一股春風吹來
據《中國日報》報導稱，國內打算投入大約60億元推動全固態電池的研發，目的就是要推動固態電池的技術盡快從實驗室走向市場。
而具備這些條件的企業包括了寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利這六大企業。
有知情人士透露，這個項目一共分成七個子項目，聚焦聚合物和硫化物等不同的技術路線。有內部人士透露，目前已經開始了項目答辯。
在業內主流觀點中，全固態電池根據電解質不同，主要可劃分為三個主要技術路線，其中之二就是聚合物電解質和硫化物電解質兩種技術路線。
聚合物電解質，主要是由基體和鋰鹽組成，基體為聚氧化乙烯等高分子聚合物，具備安全性高、重量輕、容量大等優點。
而硫化物電解質主要分為晶態與玻璃態兩類，離子電導率較高，但化學穩定性相對較弱。
其實早在今年年初，國家就已經有支援固態電池發展的苗頭了，2024年1月21日，在中科院院士歐陽明高的牽頭下，“中國全固態電池產學研協同創新平台”在北京正式成立，同時舉辦“中國全固態電池創新發展高峰論壇”。
這是一個致力於推進中國全固態電池學術及產業化發展的非法人組織，目的就是為了推進固態電池的協同研發。
大會的參加者不僅有以寧德時代、比亞迪為首的多家主流電池廠商，還包括了工信部、科學技術部等一系列相關政府部門。
在會上，中國化學與物理電源行業協會理事長鄭宏宇也明確提出，“中國全固態電池產學研協同創新平台”的成立，既是中國鋰電產業發展歷程中重要一步，也是落實國家戰略意圖。
而且在三個月前，工信部就《鋰電池行業規範條件（2024年本）》修訂徵求意見，修訂版對於儲能電池要求沒有變化，但新增了固態電池相關要求。
首次明確了對於固態電池的標準，需要單體電池能量密度≥300Wh/kg，電池組能量密度≥260Wh/kg，循環壽命≥1000次且容量保持率≥80%。
眼下，技術不斷迭代，鋰電池的容量、能量密度都已經接近極限，純電動車的續航里程也逐漸摸到天花板，而固態電池已經成為行業下一個重點進化的方向。
但值得注意的是，固態電池並不是近幾年才開始研究的，時間甚至比現在的液態鋰電池還要早，但是到今天為止，依然無法大規模商業化量產，可見其研發難度有多高。
固態電池，顧名思義，是一種使用固體電極和固體電解質的電池。傳統鋰離子電池包括正極、負極、電解液、隔膜四大組成部分，但這種結構有非常大的缺點，那就是隔膜承擔的保護作用，無法保證絕對的安全，有被電子擊穿的風險，從而發生爆炸。
液態電池為了保證安全性，電解液和隔膜這兩個東西加起來的體積就佔了電池的40%左右，極大地壓縮了能量密度。
但固態電池，不但可以把密度更大的固體電解質塞進去代替這兩種東西，還可以讓正負極之間的距離縮短到10微米左右。
所以固態電池相比於傳統液態電池具有高能量密度和更穩定的優點。
02 再讓子彈飛一會
固態電池很強，但確實需要時間孵化。
作為純電車領域“技術珠峰”，固態電池的技術阻礙不僅來自於材料體系的迭代升級，以及固-固接觸問題，製造工藝的最佳化也有巨大挑戰。
比如其正極材料，高鎳三元正極安全性差且易發生熱失控問題，需要轉向超高鎳、富鋰錳基等新材料。而且固態電池的電解質由液態轉固態，因此三大主流技術路線的電解質問題仍沒有找到最優解。
目前固態電池的研發，主要集中在中日韓美歐五個國家和地區，整體仍處於研發和試驗階段，歐美地區更是寄希望於通過固態電池，改變現有動力和儲能電池格局。
僅從固態電池的技術來源和佈局上看，日本仍處於領先的地位，中科院院士歐陽明高曾表示，從全球固態電池產業佈局來看，中國的企業最多。其次是日本，日本企業雖然不多，但個個實力很強。
截至2022年9月初，在全球固態電池領域的專利申請數量中，近45%來自日本，中國、美國、德國、韓國緊隨其後。
其中，豐田是在固態電池領域專利申請數量最多的企業，擁有全固態電池專利1300多項。 而根據智慧芽全球專利庫的資料，截止2023年10月，中國國內公司有關全固態電池的專利，不足100項。
此外，全球固態電池專利數持有者第二、第三名也都是日本公司，前六名均被日本和韓國包攬。
以日系車企為例，根據豐田去年發佈的規劃，最早到2027年，其向市場投放搭載全固態電池的電動汽車；日產則計畫在2028年推出首款搭載全固態電池的量產車型；本田規劃在2025年後推出全固態電池車型。
韓國的研發以三大電池商為主，分別為LG新能源、SK On、三星。三家電池商在全固態電池技術方面都有不少實質性的進展，尤其是三星，作為唯一在專利前五的非日系企業，三星計畫在 2027 年前推出能量密度超過900Wh/kg的全固態電池，此類電池可能會首先用於電動汽車，然後用於智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦等電子產品。
而美國以初創電池企業為主，與車廠共同研發，例如Solid Power和寶馬合作，Quantum Scape和大眾合作。
從時間上看，產業化的時間基本都是在2027-2030年。
雖然中國在鋰電池的產業研發上起步較晚，但已經從追趕者變成了競爭者，固態電池產業自去年開始就取得了不少進展。
去年6月，衛藍新能源宣佈將360Wh/kg半固態鋰電池電芯正式交付蔚來汽車，去年底，蔚來創始人李斌直播實測了150kWh電池包行駛距離達1044公里。
今年的4月份，自從智己發佈首個量產上車的「超快充固態電池」智己L6以來，就像引爆了中國固態電池的引線，不少企業公佈了研發進展或成果。
廣汽集團官宣實現了全固態電池能量密度達到400Wh/kg以上，較當前量產的液態鋰離子電池體積能量密度提升52%以上，可以實現超1000公里續航，其全固態電池量產裝車的時間點為2026年，將搭載於旗下昊鉑車型。
同樣在4月份，寧德時代首席科學家吳凱在CIBF2024先進電池前沿技術研討會上稱，寧德時代計畫在2027年小批次生產全固態電池，不過其並未披露全固態電池批次裝車的時間表。
長安汽車也表示，預計到2030年推出包括液態、半固態和固態在內的8款自研電芯。
緊接著，上汽集團在一次新能源技術發佈會上宣佈，他們的全固態電池將採用聚合物-無機物復合電解質技術路線，並計畫於2026年實現量產。這種全固態電池的能量密度預計超過400Wh/kg，體積能量密度超過820Wh/L，電池容量能超過75Ah。
當然，技術上車是好事，但也應該看到差距，國家隊下場就像給企業指明了方向，具體到市場和外國企業拼刺刀，還得看企業自身實力。
至於能否在技術上實現突圍，讓子彈再飛一會。 (超電實驗室)