本报记者陈茂利北京报道

    欧美、日韩、中国都在加速研发固态电池，一场围绕“固态电池技术”的争夺战正在上演。

    固态电池的消息每一次迎来“更新”都会在行业内掀起波澜，这一次也不例外。

    近期，梅赛德斯-奔驰宣布，已经开始对旗下纯电车型搭载固态电池并且开展路测，在电池尺寸和重量不变的情况下，固态电池可使纯电EQS测试车续航里程增加25%，续航里程超过1000公里。

    同期，丰田宣布，固态电池生产计划已获得日本政府正式批准，并将于2026年正式启动固态电池的生产，其规划是在2030年后实现年产量9GWh的目标。

    奔驰路测固态电池、丰田于2026年启动生产，欧美、日韩等国家是否会率先颠覆现有的电池技术，实现“超车”？ 中国固态电池何时能量产装车？

    中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高向《中国经营报》记者指出：“相比国外，由于我们的液态锂离子电池产业优势大，所以渐进性固液混合电池技术路线占主导。固液混合是我们的特点，（产业界）对全固态电池的认识还不太一致，投入也不太够，跟日韩差距比较大。但是从战略全局看，重点要防范的是全固态电池技术路线带来的颠覆性风险”。

    比亚迪电池CTO孙华军表示，2027年—2029年是硫化物固态电池的示范期，主要针对中高端电动车，2030年—2032年硫化物固态电池会进入拓展期，将运用到主流电动汽车。

    奔驰率先路测固态电池

    目前，选择硫化物作为电解质的企业较多。

    固态电池是一种使用固态电解质取代传统锂离子电池中电解液的新型电池，由于在本征安全性和能量密度上表现出较大的潜力，固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池主流地位的电池技术。

    根据电解质的分类，全固态电解质主要有三大技术路线：聚合物电解质、氧化物电解质、硫化物电解质。

    目前，选择硫化物作为电解质的企业较多。宁德时代、比亚迪、宝马、现代、丰田、日产等企业是硫化物技术路线的代表，大众、赣锋锂业、清陶能源、太蓝新能源、富士、SKOn等企业是氧化物技术路线的代表。

    梅赛德斯-奔驰正在路测的固态电池是与美国公司Factorial合作开发的，今年夏天，该公司将向梅赛德斯-奔驰交付基于FEST平台的固态电池。

    Factorial是一家专注固态电池技术研发的公司，投资方包括梅赛德斯-奔驰、Stellantis和现代汽车。

    2024年夏天，Factorial向梅赛德斯-奔驰交付了采用公司专有FEST（Factional电解质系统技术）固态平台的锂金属固态电池电芯，这是该公司首次向全球OEM厂商交付锂金属固态电池B样品。

    “电池新产品开发过程通常会经历‘Pre-A样、A样、B样、C样、D样、发布’等几个阶段。”五矿证券分析师张鹏在研报中指出，“宁德时代曾在2019年度业绩交流会上表示：‘在国际市场，从和客户联合开发产品A、B、C样到量产一般经历36—48个月不等，而客户一般而言在第二样品阶段时开始定点’。”

    Factorial公司表示，其基于硫化物的系统有效解决了传统锂离子电池中易燃液体电解质的设计问题，且在超过90摄氏度的高温下仍能保持稳定性。

    该公司声称，是为未来的电动汽车提供超过600英里（约965.61公里）的行驶里程，同时减轻40%的重量和缩小33%的电池体积，相比传统锂离子电池。

    三重大山：成本、技术、制造

    “寻找合适的固体电解质是关键，理想状态下的固体电解质需要具备高离子电导率、良好的化学稳定性及机械强度。”

    尽管固态电池具有潜在优势，但面临多项量产难题。

    “固态电池产业化仍需解决技术、工艺和成本的问题。”全国政协常委、经济委员会副主任，工业和信息化部原部长苗圩称。

    当前，全固体电解质材料综合性能难以平衡且成本高限制了固态电池大规模商业化应用。

    现阶段，固态电池电解质综合性能存在难以平衡的难题。国联证券在一份研究报告中指出，从材料特性来看，无论聚合物、氧化物还是硫化物，其作为固态电解质的综合表现不佳，如聚合物电解质易加工、生产难度低，但是离子电导率不高，影响充放电性能，氧化物和硫化物电解质具有更高的电导率、安全性和机械强度，但是其制造难度更大，成本更高。

    除了材料性能“卡点”，成本也是阻碍固态电池大规模量产的“大山”。由于固态电池部分原材料未实现量产，固态电池的生产成本远远高于传统液态锂电池。

    苗圩举例：“当前，液态锂离子电池单体成本大体是每瓦时0.5元左右，而固态电池在没有大规模量产的前提下，成本相对较高，仅材料成本每瓦时在2元以上。一个100度的电池包仅材料成本就已经超过20万元，远高于现有液态电池。”

    “成本方面，目前固态电解质价格高昂，其中聚合物、氧化物体系远期降本相对清晰，硫化物体系由于前驱体硫化锂工艺尚未成熟，降本节奏将更缓慢。”张鹏称。

    中国科学院院士孙世刚指出：“寻找合适的固体电解质是关键，理想状态下的固体电解质需要具备高离子电导率、良好的化学稳定性及机械强度。”

    不过，在孙华军看来，长期来讲成本不是问题。“因为硫化物固态电池里面影响成本最大的其实是三元镍钴锰。现在的硫化物电解质成本为什么高？核心问题是没有量，在没有量的情况下谈成本其实没有太大的意义。我们做了一些测算，规模化上来了，固液可以接近于同价，液态的三元电池跟全固态的三元电池理论上是可以做到固液同价的。”

    “界面问题也是不容忽视的一环。固态电池中电极与电解质之间的界面接触不良会导致电池内阻增加，影响电池的整体性能。”孙世刚表示。

    张鹏分析：“全固态取消电解液，‘固-固’界面硬接触将影响电池倍率和循环性能，并带来加压制造、干法混料等工艺难点。此外，生产工艺复杂，生产设备要求高，导致生产效率低、良率低。

    产业端：2027年有望小批量装车

    欧阳明高提醒，不能急于求成，要循序渐进。

    固态电池何时能量产装车是车企、电池公司、资本关注的焦点。产业层面对固态电池量产给出的时间表是2027年。

    欧阳明高表示：“当前，要聚焦以‘硫化物’电解质为主体电解质，匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线，以比能量400瓦时/公斤、循环寿命1000次以上为性能目标，确保2027年实现轿车小批量装车，2030年实现规模量产。为了实现这一目标，首先要建立全行业共性基础材料供应链。”

    苗圩介绍，从国外来看，日本丰田预计在2027年到2028年固态电池进入实用化阶段，2030年以后大规模生产。韩国三星预计在2027年开始量产。从国内的情况来看，上汽、广汽、奇瑞、比亚迪等车企纷纷宣布固态电池量产的时间表。

    比亚迪、宁德时代是这场固态电池盛宴当中的主角，两家公司的进展备受资本市场关注。

    2013年，比亚迪启动固态电池的研发，研发重点在技术路线的探索、材料的探索。2016年启动了整个技术可行性验证。2023年开始启动产业化可行性验证，在整个电芯系统、产线布局，包括材料各种关键技术实施攻坚。

    “比亚迪已经开始启动固态电池产业化的可行性验证，涵盖关键材料技术攻坚、电芯系统开发以及产线建设。计划在2027年左右启动批量示范装车应用，预计在2030年前后实现大规模量产。”孙华军透露。

    宁德时代在固态电池的研发已有八九年，主攻硫化物的路线，正开展20Ah样件的试制。预计在2027年小批量生产。

    宁德时代董事长曾毓群曾用数字1—9衡量固态电池技术和制造的成熟度，1是刚开始涉及该领域，9是技术成熟可以投入大规模生产。“公司的目标是到2027年达到7—8的水平，有望实现小批量生产固态电池。”

    广汽埃安也正在进行固态电池研发，目前在电解质材料方面选择了两条路线。“一个基于硫化物的多元复合，一个是基于聚合物的多元复合。”广汽埃安电池研发部部长李进分享，“我们重点围绕高容量正极和负极，还有高性能的固态电解质材料及成膜技术，还有固固界面改性技术做攻关。”

    面对各方角逐固态电池，欧阳明高提醒，不能急于求成，要循序渐进。“电池（技术）不是一天就能被颠覆的，欲速则不达，循序渐进，可能是最快的速度。要面向2030年大规模产业化，不要一上来就提很高的目标。”