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群雄逐鹿固态电池，谁将胜出？

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近期，固态电池的大新闻不断。

6月30日，卫蓝新能源360Wh/kg锂电池电芯交付签约暨卫蓝长三角研发中心揭牌仪式在湖州市隆重举行。卫蓝新能源董事长俞会根在致辞中表示，360Wh/kg锂电池电芯正式给蔚来交付，是全行业的一个里程碑事件。

近日，丰田公司宣布在固态电池上获得重大突破，简化了制造固态电池所用材料的生产过程，能够大幅缩短汽车充电时间和增加续航里程。7月4日，丰田顶级电池专家海田敬二表示，简化电池材料的生产流程将降低其下一代技术的成本。丰田已经在推行一项计划，到2025年推出配备先进固态电池的电动汽车。

群雄逐鹿固态电池，谁将胜出？

与此同时，6月7日，美国橡树岭国家实验室宣布，他们开发出一种加工工艺，可改善固态电池电解质的微观结构，大幅提升其性能，有助于研制出实用化的固态电池。

4月20日，韩国宣布将与该国顶级电池制造企业LG Energy Solution（LGES）、三星SDI和SK On联合投资，计划到2030年投入20万亿韩元（约合151亿美元）来开发固态电池等先进电池技术。韩国产业通商资源部称：“这项联合投资将使韩国率先实现商业化固态电池生产，成为世界上固态电池商业化的第一个国家。”

而在欧洲的固态电池宏图中，既有材料加速平台的搭建，又有电池规模化制造的推广，一批知名车企参与其中，如宝马、大众、标致等，可谓是众星云集。

业内如此追逐固态电池，是因为不管是三元锂、还是磷酸铁锂技术路线，在能量密度上已经接近理论上的天花板。而固态电池最大的特点在于使用固体电解质替代了传统锂电池的电解液和隔膜，让电池内部更紧密、体积更小，将能量密度大幅提升至500Wh/Kg甚至更高。

具有颠覆性的新一代电池，谁会在固态电池的军备竞赛上胜出呢？

1 丰田的野心

说起固态电池研发，就必须要提到丰田汽车。丰田汽车，不仅是日本固态电池的“排头兵”，在全球范围内也是当之无愧的“老大”。

全球固态电池专利日本占一半，而日本的专利大多出于丰田，当其他企业还处于观望状态时，丰田早在2004年就开始了固态电池的商业化尝试。

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丰田的固态电池计划分为三个阶段，第一阶段耗时最长，从2004年到2017年，第二阶段与第三阶段相隔时间极短，分别启动于2017年与2019年。

在长达13年的第一阶段里，丰田与一家名不见经传的初创公司伊利卡达进行合作研发。在伊利卡达的助力下，丰田在2017年东京车展上正式宣布，开启本公司的固态电池推广计划。他们的第一个目标，便是将丰田所有的电动汽车都安装上固态电池。

而这一年，新能源汽车已经在全球掀起波澜。

但丰田在电动化的道路上一直显得比较佛系甚至是反对，董事长丰田章男曾经扬言抵制电动化，认为电动汽车并不是未来的新能源，应该将电动汽车排除。实际上它一直是另有所图——丰田只是不想接受风行当下的锂电池技术，在它的技术路线图里，固态电池才是落笔的重点。

2017年第二阶段开启，丰田双管齐下，一方面与松下等大公司开展合作，另一方面引入众多名校入局，开发固态电池。以东京工业大学为例，该学校曾研发出了超速充放电的全固态电池，直接促成了产业的迭代。

丰田发展固态电池的第三阶段便是在2019年设立专门的电池新公司，将这一产业提升到了前所未有的高度。而丰田的下一步动作便是量产固态电池，争取在2025年突破技术关卡。

在此次技术说明会上，丰田方面宣布，将在BEV车型上搭载全固态电池，并计划于2027~2028年投入实际应用。伯明翰大学商业经济学教授戴维·贝利认为，如果丰田公司的说法属实，这可能是未来电动汽车的一个里程碑时刻。

此外丰田还表示，他们在四年后所生产的高规格固态电池，续航里程将达到1500公里，而这也将有助于丰田实现对比亚迪和特斯拉在技术上的反超。

但丰田的野心远不止于此，丰田希望在21世纪20年代的中期彻底改写人类的能源史，实现全固态电池的实用化。而作为固态电池技术的拥有者，丰田将有望超过欧美和中韩等车企，成为固态电池领域的“全球霸主”。

群雄逐鹿固态电池，谁将胜出？

不过，令丰田没想到的是，固态电池的产业化之路会如此崎岖。十几年过去，全固态电池迟迟无法商业化量产。而由于路线选择的失误，丰田也失去了发展电动汽车的最佳时机，落后于其他新能源车企。2022年，丰田纯电动车的实际销量仅为2.4万辆。

2021年，丰田坦言“全固态电池进展并不乐观”。而丰田此前定下的目标是在2020年生产固态电池，2025年实现量产。如今，量产时间节点一再延迟，此次又推迟到了2027~2028年。

对于“固执”的丰田来说，锂电池汽车赛道已然落后，固态电池才有望改变游戏规则。此次新技术的发布，也被认为是丰田抢夺未来动力电池话语权的关键，借此实现翻身。

2 半固态电池遍地开花

从技术上来说，丰田的固态电池无论在技术研发、专利数量方面都优于我国，如果丰田全固态电池真的能够实现量产，完成技术逆袭，对于国内很多电池企业和车企都是挑战。

与丰田直接押注固态电池不同，我国电池企业普遍选择“从液态到半固态再到固态”的渐进式发展路线，发展速度极快。

宁德时代在2016年就宣布了硫化物固态电池的研发路径；比亚迪同年将固态电池确定为未来发展的方向，2021年还公开了硫系添加剂全固态电池专利；国轩高科2017年也开始着手研发固态电池和固态电解质；蜂巢能源于2022年推出了国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯。

群雄逐鹿固态电池，谁将胜出？

今年以来，关于半固态电池的新闻不断——

4月21日宁德时代发布凝聚态电池，单体能量密度达到500Wh/kg，远超现有主流液态电池的能量密度，本质上就是一种半固态电池；

5月，上汽集团称首款固态电池的量产产品将于2025年下线，并与清陶能源签署合作协议，深化布局固态电池技术；

5月13日，台湾辉能规划52亿欧元(约396.7亿人民币)计划在法国建设固态电池工厂。

7月4日，卫蓝新能源湖州基地二期项目奠基仪式举行，卫蓝新能源湖州基地固态动力电芯产业化工程项目全面进入投产期。

此外，搭载半固态电池的车型如岚图追光、赛力斯SERES5、高合汽车HiPhiX等也将于今年计划推出。长安深蓝、智己、广汽埃安等车企普遍规划2025年前装车半固态电池。

韩国方面，6月20日，三星 SDI在慕尼黑举办的InterBattery 博览会上公开展示了在固态电池领域的最新成果。三星 SDI 希望借助过去多年积累的多层陶瓷电容器（MLCC）制造经验，开始搭建固态电池原型生产线。公司计划在今年年底前，完成所有固态电池的试验生产线并开始原型生产。

光大证券在研报中表示，出于对高能量密度和高安全性电池的追求，各国企业进入军备竞赛阶段，加注研发固态电池。预计半固态电池的商业化转折点会在2024至2025年，2030年全固态电池实现商业化应用。

3 产业化“黎明前的黑暗”

中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示，“全固态电池技术虽然现目前仍然面临着很多挑战，但仍然是我们值得去追求的目标。这个目标不是短期的，可以看作是面向2030年，值得创新的目标。”

不过现实是，固态电池的商业化进程面临着许多挑战，宁德时代董事长曾毓群曾表示：“固态电池有很多科学及技术的基础问题尚未解决，我们公司深耕10多年，仍然认为难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”

技术上，固态电池正极、电解质、负极的化学组成和物理、化学、力学性质还需改进，材料间兼容性、界面稳定性仍需提升，电池整体的安全管理策略及工程化制备技术尚不成熟，这些都是需要突破的难关。

技术之外，固态电池当前难以真正实现商业化的关键还在于成本。固态电池的生产成本相对较高，主要体现在固态电解质和正负极。

资料显示，固态电解质目前用到的部分稀有金属原材料价格较高，氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗，叠加为高能量密度使用的高活性正负极材料尚未成熟，铜锂复合带价格高达1万元/kg。

据日本专业机构估算，全固态电池（硫化物类）的制造成本为每千瓦时6万～35万日元，比现有锂离子电池（1万4000日元）高4～25倍。韩国新能源研究机构SNE报告也曾指出，即便到了量产阶段，全固态电池的成本至少也是锂离子电池的2倍。

此外，全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求。生产设备替换率大，全固态电池成本预计明显高于现有液态电池。

据悉，固态电池量产需要配套千吨级的材料产线，还要有GWH级别的产能，才能通过制造规模来摊平成本。固态电池的发展，短期内，仍然以固液混合电池为主要路线，长期则要看各国企业的固态电池技术升级迭代的速度。

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