21世紀經濟報道記者 林典馳 深圳報道
如果說2023年業界對固態電池的態度還有所保留，那么2024年便有了180度的大轉變，先是資本市場聞風而動，后是產業鏈逐步兌現。
11月22日，本田宣布將從2025年1月開始試生產純電車使用的“全固態電池”。作為固態電池最早的擁躉者之一，本田在這一領域已經耕耘了十余年，但由于量產難度極大，時間表被屢屢推遲。
中國集聚了全球七成以上的電池產能，包括寧德時代（300750.SZ）、欣旺達(300207.SZ)、億緯鋰能(300014.SZ)、國軒高科(002074.SZ)等全球頭部電池廠商，在固態電池的量產進度上同樣不甘落后。
另一方面，初創企業開始嶄露頭角，力圖在新技術面前跟巨頭分一杯羹。
11月20日，安瓦新能源宣布落地全球首條GWh級新型固態電池生產線，盡管這家公司與奇瑞汽車和國軒高科有著千絲萬縷的聯系。據21世紀經濟報道記者了解，該量產產線并非全固態電池，只能稱之為半固態電池，預計2025年一季度實現量產，能量密度超過280wh/kg。
作為鋰電池的終極形態，固態電池正成為新能源的游戲規則改變者，中國、日韓、美國均將其作為下一代電池技術的制勝點，試圖搶占先機獲得一定的競爭優勢，成為下一個“寧王”。
TrendForce集邦咨詢分析師曾佑鵬認為，固態電池的產業化進程沒有超預期，但市場對固態電池的關注熱情卻有些超出預期。“我們保持之前量產時間的預期，GWh級別且面向車規級應用的全固態電池量產預計還需要3-5年（2028年左右）。”
億航智能EH216-S搭載固態電池單次不間斷飛行 受訪者供圖
從半固態到全固態蝶變
正如同1991年日本索尼首次將液態鋰電池產業化，歷經30余年鋰電池才得以取得今天的成就。
科學家們同樣在固態電池產業化上也做出了長足的努力，豐田公司早從2006年便開始固態電池的研發工作，寧德時代在固態電池上的努力了同樣超過10年。
但迄今為止，全行業誰都不具備量產全固態電池的能力。
“需要注意的是，目前即便有企業宣稱全固態電池量產，主要還是在MWh級別的中試規模，且主要面向3C等消費電子應用的小容量電芯（一般在5Ah以下）。”曾佑鵬表示。
寧德時代董事長曾毓群將固態電池研發進度分為9個等級，他在今年9月的動力電池大會上稱寧德時代目前處在第四等級，目標是在2027年提高到7-8級，實現全固態電池小批量生產。
作為目前動力電池的霸主，在面對固態電池這一鋰電池終極形態時，有媒體報道稱，寧德時代投入了超過1000人的研發力量，這一規模在全球都是首屈一指。
如果說寧德時代對固態電池相對“保守”，車企表現則相對“激進”，其背后既有成本考量，也有想擺脫動力電池廠商桎梏的動機，畢竟誰也不想一直為“寧王”打工。
不過，即便是智己L6宣稱首發搭載了“第一代光年固態電池”，其電池供應商清陶能源聯合創始人李崢表示，光年固態電池加入了10%的浸潤液，依然屬于半固態電池。
GGII預測，今年半固態電池出貨量預計約7GWh，到2030年將超過65GWh，2035年達約300GWh。全固態電池則預計2028年可實現出貨量突破1GWh。
值得注意的是，下半年伊始，關于固態電池的“文字游戲”有所減少，絕大多數廠商在宣發時都會區分半固態電池和全固態電池。
近期，廣汽集團宣布，全固態電池將于2026年搭載在昊鉑車型上，能量密度達400Wh/kg；奇瑞汽車宣布計劃在2026年開始全固態電池上車，2027年將批量上市，屆時純電續航里程將有望突破1500公里。
能量密度是衡量電池的重要性能指標，過去三十年間，電池廠力求在同等的體積和重量中塞入更多的電量。
曾佑鵬建議，量產初期企業一般在材料體系的選擇上不宜太激進，否則全固態電池實現量產的技術難度太高。按時間線劃分，2027-2030年期間量產的第一代車用全固態電池，預計能量密度大部分將落在300-400 Wh/kg之間, 2030年之后有望實現400 Wh/kg以上全固態量產，并在2035年之前實現500 Wh/kg全固態量產。
固態電解質進階：硫化物押注最多
傳統電池使用液態電解質或凝膠電解質，而全固態電池一大變化是將液態電解質替換為固態電解質。固態電解質更加穩定和安全，因而在正極和負極用料上可以更加激進，這也使得電池性能得以極大提升。
目前，固態電池按電解質可劃分為氧化物、硫化物、聚合物等，硫化物固態電池離子電導率比較高，在能量密度、循環壽命以及快充上優于氧化物固態電池。
因此，包括寧德時代、豐田、三星在內的廠商均選擇了硫化物路線。寧德時代首席科學家吳凱曾表示，硫化物路線的性能上限最高且量產進度最快。
曾佑鵬表示，固態電解質材料今年以來逐步取得突破。例如固態電解質與正負極材料固固接觸界面的處理，不同固態電解質的復合策略等。同時在制造端，硫化物固態電解質百噸級的工程放大驗證即將逐步開始。
不可否認的是，硫化物固態電池仍面臨著多項技術難題。其中，硫化物固態電池搭配金屬鋰負極，在充放電過程中，金屬鋰負極與硫化物電解質的界面容易發生副反應，導致“鋰枝晶”現象的出現。
樹杈狀的“鋰枝晶”刺穿電解質后會讓電池短路失效，進而影響電池壽命。盡管液態鋰電池也面臨這一問題，但由于全固態電池在使用含鋰量更高的材料后，鋰枝晶的沉積會比液態電池更快，更難處理。
11月5日，華為公布了硫化物的固態電池專利便是針對這一現象，該專利通過摻雜包括氮元素等材料，使得摻雜硫化物材料對金屬鋰具有較佳的穩定性，制備的鋰離子電池具有較長的使用壽命。
TrendForce集邦咨詢研報顯示，硫化物性能潛力大，但成本高，降本空間大。預估硫化物基固態電池產業化初期電芯BOM成本在1-2元/Wh，當硫化物電解質規模量產后，中期（2030年）電芯BOM成本預計在1元/Wh以內，遠期（2035年）當固態電解質成本降至30萬/噸以內時，電芯BOM成本有望降至0.4元/Wh以下。
除此之外，同樣不乏電池廠商選擇押注氧化物或聚合物的技術路線。今年6月，億緯鋰能中央研究院常務副院長趙瑞瑞表示，億緯鋰能固態電池選擇硫化物和鹵化物固態電解質的技術路線，預計2026年推出全固態電池，先落地于混合動力汽車。
近期，欣界能源發布獵鷹高能量鋰金屬固態電池，采用金屬鋰作為負極，氧化物陶瓷作為電解質，其能量密度達480 Wh/kg。
當下，不同固態電解質之間的競爭仍在延續，短時間內看不到絕對的領先優勢。“應該說都有其發展潛力，不同應用場景下技術路線的選擇可能會有差異。”曾佑鵬表示。
低空經濟與固態電池雙向奔赴
不僅新能源汽車需要固態電池解決續航焦慮，低空經濟等新興市場同樣亟需固態電池的幫助。
德迅投資總監周華林在接受21世紀經濟報道記者采訪時則表示，汽車和eVTOL對電池的需求是類似的，eVTOL對電池的需求有充電速度更快、放電倍率更高、能量密度更高、電池高安全性等。
11月14日，億航智能的EH216-S完成了全球首例eVTOL搭載固態電池飛行測試，續航時間達到了48分10秒，續航時間提升了60%~90%。
該電池便是來自由欣界能源研發和制造，億航智能目前正爭取在2025年底前實現固態電池在EH216-S的認證和裝機量產。
“作為低空經濟的重要組成部分，eVTOL或將在未來幾年迎來爆發，現階段類似于2012年或2013年電動汽車市場的趨勢。未來將持續提升固態電池的性能以增加EH216-S的續航時間，2025年有望進一步提升25%至60分鐘。”欣界能源董事長陳霖表示。
看上低空經濟這塊蛋糕的不僅只有欣界能源，今年年初，寧德時代戰略投資峰飛航空。峰飛航空方面透露，雙方將在eVTOL航空電池領域共同研發，著力提升電池的能量密度和性能表現。
航空燃油的能量密度約為12700Wh/kg，為當前eVTOL電池能量密度的幾十倍，目前純電eVTOL的續航時間在15-60分鐘之間，僅能覆蓋城市內的短途飛行需求。
億航智能副總裁張宏在2024高工鋰電年會上表示，eVTOL所需的電池能量密度要達300Wh/kg以上，在這基礎上越高越好。
除此之外，因為電力驅動是實現零排放、降低運營成本的核心。隨著相關產業規模化發展，未來eVTOL核心運價有望降低至5-7元/公里。
有業界觀點認為，為保證eVTOL的運行經濟性，頭部eVTOL企業還希望電池循環壽命能夠達到500次以上，600~700次更佳。
周華林表示，鑒于eVTOL數量較少，能夠承擔更高的成本，因此全固態電池很有可能在eVTOL上率先使用。
根據GGII數據，到2035年，儲能市場，以及以eVTOL、機器人、特種動力為代表的新興領域和3C數碼產品，預計將分別貢獻固態電池出貨量的20%以上、10%以上和5%以上。
目前，半固態電池已實現10GWh級別出貨，全固態電池有望在技術突破、工程化量產及下游驗證完成后，于2028年進入GWh級應用階段。
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