從質(zhì)疑到扛旗，寧德時(shí)代對于固態(tài)電池態(tài)度的轉(zhuǎn)變，讓我們有理由相信，箭在弦上不得不發(fā)。

全固態(tài)、小批量，落地時(shí)間2027年，這是寧德時(shí)代的最新規(guī)劃。

在這時(shí)間線附近，一眾電池企業(yè)開始摩拳擦掌。

2027 ！固態(tài)電池量產(chǎn)倒計(jì)時(shí)

日韓企業(yè)全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間規(guī)劃在2027年至2030年間。

這其中，速度最快、配置最全的當(dāng)屬三星SDI。

早在2023年4月份“下一代電池研討會(huì)”上，三星SDI大型電池部門負(fù)責(zé)人就曾公開表示，2023年下半年開始小規(guī)模電池生產(chǎn)與驗(yàn)證，2025年開發(fā)大型電池，2027年量產(chǎn)全固態(tài)電池。

今年3月，三星SDI給出最新固態(tài)電池樣品。

雖然沒有更新最新的參數(shù)信息，但整體應(yīng)該是按照全固態(tài)電池量產(chǎn)路線圖走。

按照全固態(tài)電池量產(chǎn)線路圖的規(guī)劃，PRiMX ASB電池能量密度分別在450Wh/kg、900Wh/L左右；材料體系上，采用硫化物路線，正極NCA體系（Ni 94%），新型負(fù)極（無負(fù)極鋰金屬）；應(yīng)客戶要求，將采用方形電池形式；容量上，做大電芯。

三星SDI目前正在開發(fā)的固態(tài)電池溫域拓展到180-190℃之間，給電池材料留有更多安全空間。同時(shí)，電壓下降的溫度線也從130℃左右提升至170/180℃左右。此外，電壓區(qū)間也相應(yīng)有所提升。

此外，三星SDI已經(jīng)在韓國自行建立全固態(tài)電池試驗(yàn)線，配備專用設(shè)備（全固態(tài)電池專用電極板、電解質(zhì)工藝設(shè)備、電芯組裝設(shè)備等），干法和濕法搭配應(yīng)對不同材料。同時(shí)，三星SDI將會(huì)在韓國本土建立供應(yīng)鏈，減少對中國等國家的依賴。

與三星SDI大包大攬不同的是，LG化學(xué)在自有技術(shù)儲(chǔ)備的前提下，聯(lián)合外部力量共同開發(fā)。關(guān)于全固態(tài)電池的量產(chǎn)規(guī)劃，以圓柱電池的形式，基于氧化物和硫化物路線，氧化物全固態(tài)電池預(yù)計(jì)在2028年落地，能量密度將超過750Wh/L，鋰金屬負(fù)極將超過1000Wh/L；硫化物全固態(tài)電池將在2030年左右量產(chǎn)，能量密度超900Wh/L。

SKI則更為直接，除了自研，還對外投資美國固態(tài)電池企業(yè)Solid Power（硫化物電解質(zhì)），近期與其簽訂研發(fā)與開發(fā)許可、組裝線建設(shè)和固態(tài)電解質(zhì)供應(yīng)的協(xié)議，以此加速全固態(tài)電池的量產(chǎn)。

在面向全固態(tài)電池的終極量產(chǎn)產(chǎn)品上，日系、韓系等電池企業(yè)及車企，量產(chǎn)時(shí)間基本上在2027年及以后。

對比寧德時(shí)代、清陶、衛(wèi)藍(lán)等國內(nèi)主流電池企業(yè)，量產(chǎn)時(shí)間線極其默契地定在2027年。

單從規(guī)劃來看，國內(nèi)電池企業(yè)量產(chǎn)全固態(tài)電池的時(shí)間會(huì)比日韓企業(yè)早。但是誰能最早落地、大規(guī)模量產(chǎn)，直至與液態(tài)電池分庭抗禮，隨著寧德時(shí)代的加入，應(yīng)該會(huì)有新的答案。

縱觀本土與日韓企業(yè)，有一個(gè)很明顯的差異是，后者步伐一致地選擇硫化物路線、高鎳三元正極、匹配不同負(fù)極，前者路線則相對分化且有所調(diào)整。

路線分化，是阻礙還是更多可能性？

 鑒于我們目前沒有國家級的全固態(tài)電池路線，主要以重量能量密度為核心目標(biāo)，2025年350Wh/kg，2030年400Wh/kg，2035年500Wh/kg。

在能量密度目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，國內(nèi)全固態(tài)電池路線眾多，電解質(zhì)以氧化物、聚合物和硫化物為主，正極富鋰錳基、三元，負(fù)極硅碳、硅氧、鋰金屬。

在摸索階段，部分企業(yè)發(fā)現(xiàn)，各技術(shù)路線之間并非是二元對立的關(guān)系。

以氧化物路線為例，作為很多固態(tài)電池企業(yè)的起家路線，在經(jīng)歷一番研發(fā)、試驗(yàn)過程之后，部分企業(yè)發(fā)現(xiàn)這種單一路線無法走到全固態(tài)程度，所以開始將聚合物與氧化物結(jié)合，匹配不同的正負(fù)極及其他技術(shù)，向全固態(tài)靠近。

硫化物路線中，與鹵化物的結(jié)合也是部分企業(yè)的選擇。因?yàn)辂u化物抗氧化特性非常好，可以適應(yīng)高壓，硫化物適應(yīng)低電壓，把兩種材料配合起來可以做成電化學(xué)窗口很寬的電池，進(jìn)一步提升電壓。

有人在摸索中靠近目標(biāo)，有人定完路線開始集中火力迎面攻堅(jiān)。

寧德時(shí)代在轉(zhuǎn)變態(tài)度之后，旗幟鮮明地走硫化物路線，并且堅(jiān)信硫化物將率先突破瓶頸，走向量產(chǎn)，搭配鋰金屬負(fù)極，實(shí)現(xiàn)安全與能量密度的雙重提升。與日韓企業(yè)站在同一賽道，面對大致相當(dāng)?shù)哪繕?biāo)量產(chǎn)時(shí)間。

不同的技術(shù)路線，在走向全固態(tài)的過程中難易程度存在差異，投入的研發(fā)成本與回報(bào)比例也不盡相同。

在整個(gè)社會(huì)資源分配有限的前提下，是在共同的性能目標(biāo)下百花齊放、多線并進(jìn)還是瞄準(zhǔn)一種路線共同攻堅(jiān)？

中科院院士歐陽明高在2024年CIBF同期論壇上表示，參照液態(tài)鋰離子技術(shù)的發(fā)展歷史來看，確立全固態(tài)電池技術(shù)路線非常重要。

在國外選擇三元鋰電池的時(shí)候，國內(nèi)以比亞迪為首的企業(yè)果斷切換磷酸鐵鋰路線，大規(guī)模推廣應(yīng)用，迅速占領(lǐng)市場。同樣，在日韓企業(yè)選擇軟包和圓柱電池路線，寧德時(shí)代借方形電池突圍，國內(nèi)國外市場一把抓。

面向2027年量產(chǎn)目標(biāo)，留給電池企業(yè)猶疑的時(shí)間基本無。路線分化的結(jié)果，要么在不同的時(shí)間點(diǎn)、不同領(lǐng)域各美其美，要么被淘汰出局。是阻礙還是更多的可能性，目前似乎沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。

在固態(tài)電池技術(shù)路線尚未完全明朗之前，產(chǎn)業(yè)化是個(gè)未知數(shù)。至此，液態(tài)鋰離子電池依舊是主流。

所以在今后很長一段時(shí)間里，多線并進(jìn)將成為常態(tài)。一方面繼續(xù)發(fā)揮液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)勢，另一方面在全固態(tài)電池領(lǐng)域攻堅(jiān)。

兩種產(chǎn)品形態(tài)最后會(huì)不會(huì)互斥？

歐陽明高表示，就算全固態(tài)電池研發(fā)出來，2030年產(chǎn)業(yè)化，要想替代液態(tài)鋰離子電池50%市場份額，至少需要二十到三十年。

但是，要在全固態(tài)電池對現(xiàn)有鋰離子電池的替代上保持高度警惕。

0到1的突破

借鑒新能源汽車對燃油車的替代過程，2016年新能源汽車市占率達(dá)到1%的時(shí)候，全球開始向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向。

不需要到50%，1%已經(jīng)具有突破性意義。

但是從0到1，前無模仿者，后有技術(shù)、工藝設(shè)備、產(chǎn)業(yè)鏈、成本等多重壁壘。為了完成“0”的突破，進(jìn)而無線逼近“1”的目標(biāo)，勢必要經(jīng)歷漫長的驗(yàn)證過程。

驗(yàn)證過程中，根據(jù)不同需求，匹配不同的方案。

目前國內(nèi)準(zhǔn)備量產(chǎn)裝車的主要是固液混合的產(chǎn)品，主要思路就是根據(jù)應(yīng)用場景的需求，在不同指標(biāo)上做平衡。

以衛(wèi)藍(lán)給蔚來供應(yīng)的150kWh半固態(tài)電池包為例，單體350Wh/kg，整包260Wh/kg，體積能量密度745Wh/L，從能量密度的指標(biāo)來看已經(jīng)遠(yuǎn)超目前的液態(tài)電池產(chǎn)品，所以150kWh電池包較為容易實(shí)現(xiàn)，滿足蔚來對于長續(xù)航的需求。

同時(shí)，該電池包比蔚來100kWh電池包還輕，這對于電車來說，無疑是巨大的誘惑。

但是，這款電芯有一個(gè)明顯的短板，循環(huán)次數(shù)只有600次。

雖然從衛(wèi)藍(lán)2024CIBF曝光的信息來看，循環(huán)次數(shù)已經(jīng)升級至1000次，但依舊是踩線的水平。

按照液態(tài)電池的標(biāo)準(zhǔn)來看，明顯這款半固態(tài)電池還有提升的空間，但為什么就是能裝車？

因?yàn)檫@款電芯主要場景是換電，循環(huán)次數(shù)這一指標(biāo)對于消費(fèi)者來說敏感度很低。蔚來的核心訴求是長續(xù)航，低能耗是附加值，由循環(huán)次數(shù)增加的電池成本，被蔚來后置。

而對于衛(wèi)藍(lán)來說，正極采用超高鎳、負(fù)極用硅碳復(fù)合材料，電解質(zhì)采用氧化物+聚合物混合方案，沿用濕法工藝的方案，也是在考量蔚來的需求，然后平衡性能、成本、制造等多種因素，最后能進(jìn)行量產(chǎn)的結(jié)果。

簡言之，衛(wèi)藍(lán)根據(jù)蔚來的需求，給了一個(gè)能落地的半固態(tài)電池方案。

基于目標(biāo)調(diào)整方案，然后驗(yàn)證方案的可行性。

正如上海上汽清陶能源科技有限公司總經(jīng)理李崢?biāo)?，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化不可能一夜之間實(shí)現(xiàn)，無論是材料、工藝還是裝備都是逐步提升和創(chuàng)新的過程，所以選擇“半固態(tài)-準(zhǔn)固態(tài)-全固態(tài)”的產(chǎn)業(yè)升級技術(shù)路徑，逐步完成全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)地圖。

從0到1，不僅需要產(chǎn)品形態(tài)上的探索，同樣也需要多領(lǐng)域驗(yàn)證其不同指標(biāo)的優(yōu)勢和落地的可能性。

不同領(lǐng)域，對離子導(dǎo)電率、加工性、安全性、成本、穩(wěn)定的指標(biāo)要求不盡相同。

有企業(yè)將固態(tài)電池延伸3C領(lǐng)域、航空航天等領(lǐng)域。目前國內(nèi)宣傳較早量產(chǎn)固態(tài)電池的企業(yè)——高能時(shí)代，表示已經(jīng)完成最大容量20Ah的硫化物全固態(tài)電池A樣開發(fā)，計(jì)劃2024年年底量產(chǎn)5Ah以內(nèi)小電芯。首選示范應(yīng)用領(lǐng)域選在3C，對電芯容量需求低，循環(huán)壽命要求不高，價(jià)格相對不那么敏感。

量產(chǎn)落地到不同領(lǐng)域，由此驗(yàn)證材料的可靠性、各項(xiàng)指標(biāo)的提升空間、工藝設(shè)備的開發(fā)與成熟度，再逐漸往其他領(lǐng)域延伸，就是大部分新技術(shù)、新產(chǎn)品落地和打開市場的普遍方式之一。

無論是從其他領(lǐng)域切入，還是滿足現(xiàn)有需求的過渡產(chǎn)品形態(tài)，最終的目的都是高安全、高能量密度的全固態(tài)。

作為歐盟、日韓、中國、美國的發(fā)展戰(zhàn)略下一代電池的首選方案，全固態(tài)電池對于現(xiàn)有液態(tài)鋰電池市場的顛覆，不僅是產(chǎn)品，而是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈層面，從電解質(zhì)、正極、負(fù)極、隔膜，再到工藝、設(shè)備各個(gè)階段。

這種顛覆最終能否形成，什么時(shí)候形成，國內(nèi)企業(yè)能否借此再度彎道超車？

靜待花開。