人类电池技术发展史上，曾出现过伏特电堆、丹尼尔电池、铅酸电池、干电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等各类电池技术，每一次电池技术的革新，都带来巨大的产业变迁与商业机遇。
如今，一种新型的电池技术正风靡全球，引华为、富士康、三星、LG、奔驰、宝马、宁德时代、比亚迪等各领域龙头争相布局，甚至一度成为资本市场的“香饽饽”，它就是固态电池。
固态电池发展的终极目标是以全固态电解质替代传统液态锂电池中易燃易爆的液态电解质，从而在提高电池安全性的同时，进一步增加电池能量密度及使用寿命，也被业界公认为是一种终极电池技术。
证券时报记者多方采访发现，截至目前，全球已有近百家企业正加速布局固态电池赛道，广泛分布于加拿大、美国、欧盟、中国等多个国家和地区，固态电池产业链雏形初现。不过，当前已产业化应用的固态电池均为半固态电池，即其中仍有10%以内的液态电解质，并非100%全固态电解质，因此其电池安全性、能量密度、使用寿命等也无法完全媲美于全固态电池，而全固态电池产业化目前还面临成本、技术等多重挑战，预计2035年才能大规模量产。
固态电池站上风口
不久前，华为公布了一项名为《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》的发明专利，主要运用在硫化物固态电解质技术方面。无独有偶，宁德时代也公布了三项固态电池专利，并已将固态电池研发团队扩充至1000人。
上述消息一经公开，迅速引发市场广泛关注，资本市场相关概念股一度集体大涨，甚至有公司因此公告提示风险。如有研新材，13天8涨停后，该公司公告表示，关注到近期固态电池概念受市场关注度较高，公司小批量向客户供应动力电池用固态电解质材料，该产品业务收入占公司主营业务收入比例较小，预计占比不足1%，对公司短期业绩影响有限。
有研新材仅为今年资本市场固态电池概念火热的冰山一角。
据东方财富Choice金融终端统计，2024年9月24日至12月20日，A股固态电池指数累计上涨近60%，其中蓝海华腾累计上涨108%，有研新材、德方纳米、厦钨新能等个股累计涨幅均超过80%。
近期，通过公告、投资者互动平台或其他公开渠道宣告入局固态电池领域者不在少数，跨界者有如富士康、红豆股份、高乐股份等，车企有比亚迪、蔚来、吉利等，电池厂则有比亚迪、宁德时代、亿纬锂能等，此外，材料厂有赣锋锂业、当升科技、厦钨新能，隔膜领域龙头星源材质也已入局固态电池领域。
另据统计，目前，国内已有23家固态电池制造领域企业（含固态电池、固态电解质、正极材料等）共获得73轮融资，预计2024年全年固态电池产业链融资项目数和融资金额都有望超过2023年，再创新高。
深度科技研究院院长张孝荣对记者表示，目前固态电池的火热主要是概念火热，距离爆发还有一些时间，不能理解为产业爆发前夜的迹象，各路资本加速布局这一领域，表明固态电池技术和市场正处于快速发展阶段。
产业链雏形初现
固态电池分为半固态、准固态、全固态三种类型，其中，全固态不含有任何液体电解质，半固态电池液体电解质含量小于10%，准固态电池液体电解质含量小于5%。
业内人士告诉记者，全固态电池没有隔膜，而半固态电池中因为仍有液态电解质，所以保留隔膜，以将正负极材料隔开，防止它们直接发生化学反应造成电池短路等。
“由于全固态电池中电解质全为固态电解质，因此会涉及电解质与正负极固态材料间的接触问题，即固固接触问题，使用不同的正负极材料，将对电池的导电率等产生不同的影响，进而影响电池的能量密度、安全性、使用寿命等。另外，半固态电池离不开隔膜，因此固态电池产业的发展，不仅涉及电解质环节，还涉及正负极材料、隔膜等领域。”TrendForce集邦咨询分析师曾佑鹏对证券时报记者表示。
记者根据已公开的企业布局情况梳理发现，目前，全球固态电池产业链已初具雏形。如当升科技、厦钨新能等公司已布局固态电池正极材料领域，赣锋锂业、道氏科技已布局电解质、负极材料等，星源材质已布局隔膜领域，华为、富士康已布局电解质领域，宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等涉及整装固态电池，红豆股份等则涉足固态电池的智能制造，海目星发力固态电池设备制造、电池销售等。整体而言，入局固态电池者涉足整个产业链一个或多个环节。
“半固态电池中仍有液态电解质，因此当前半固态电池发展阶段下，固态电池产业链很多环节可以与锂电产业链共享，但全固态电池产业链就与目前产业链存在较大差异。”曾佑鹏告诉记者。
“我国固态锂电池的发展是先从液态锂电池开始，经过原位固态技术逐步固态化，最终实现全固态锂电池。”中国工程院院士陈立泉近日接受媒体采访时表示，目前市面上大多数商用锂电池的能量密度在200—250Wh/kg（瓦时/千克）之间，而许多新兴产品迫切需要更高能量密度的电池，半固态锂电池能量密度可达300Wh/kg以上，全固态电池能量密度可达500Wh/kg以上，因此固态锂电池被广泛认可为最有前景的技术之一。
技术路线之争再起
过去，锂电池发展过程中，曾出现过技术路线之争。整体来看，当年海外厂商大多选择三元锂电池发展路线，而中国厂商则多数选择磷酸铁锂技术发展路线。目前，磷酸铁锂电池已占据全球锂电池市场70%以上份额，证明中国坚持磷酸铁锂路线的正确性。
如今，固态电池领域也已出现技术路线之争，而这也或将影响未来行业格局。有观点指出，国外厂商纷纷加快固态电池量产进程，实则寄希望于以固态电池实现它们在电池领域的弯道超车。
鹏辉能源相关人士介绍，当前，固态电池有聚合物、氧化物、硫化物三种技术路线，还有一种卤化物路线，但比较小众，所以业内不将其归入主流。
聚合物固态电池容易加工，与现有的液态电解液的生产设备、工艺都比较兼容，但电导率低，在高温下也容易发生起火燃烧现象；硫化物固态电池在三种材料体系中电导率最高（能量密度最高），但热动力稳定性较差，且硫化物容易与空气中的水、氧气反应产生硫化氢剧毒气体；氧化物固态电池具有较好的稳定性，但相对于硫化物电导率还是偏低。
目前欧洲电池厂商主要看好聚合物路线，日韩则看好硫化物路线，而国内多数看好氧化物路线，如卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业等，但宁德时代、比亚迪等龙头看好硫化物路线。
“国内外厂商在发展固态电池方面确实存在差异，背后由多种因素造成，包括技术积累、研发资源、市场策略、成本等，这种差异也反映了固态电池领域的竞争态势和发展潜力。”科方得智库研究负责人张新原对记者表示。
至于未来哪条技术路线能成为主流？曾佑鹏认为，这需要结合具体应用场景而定。
“目前电池最大的两个应用市场，一是动力端，即车用电池，二是储能端。储能的应用对成本相对比较敏感，对能量密度的追求并没有像动力电池这么高，因此低成本方案可能会成为储能领域主流方案，比如聚合物路线。”曾佑鹏说，目前聚合物路线固态电池能量密度与三元锂电池差不多，但成本仍比三元电池高，有待进一步下降以利于产业规模化发展。
车用电池场景方面，“车用不仅追求高能量密度，还追求快充性能，这就需要比较高的离子电导率，氧化物的离子电导率是介于硫化物和聚合物中间，硫化物的离子电导率是三者之间最高的，但成本最高”。
曾佑鹏表示，从目前各个厂商的布局来看，单一的电解质路线都比较少，大家走的都是复合路线，比如聚合物复合硫化物，或者硫化物复合氧化物、氧化物复合聚合物，因为单一的电解质各有优缺点，不能达到综合的性能。
从产业化进展来看，曾佑鹏说，目前氧化物、聚合物路线都已转向固液混合，特别是国内市场车用方面都已经在量产装车，“为什么它会走向半固态呢？主要是因为固固接触，特别是氧化物路线，它是比较难解的问题，加一点液态电解质，它可以对固固接触起到很好的作用，从而提升电导率进而提升能量密度等，硫化物因为它本身对水汽敏感，就不适合做半固态。”
从应用角度来看，尽管当前有关固态电池的利好消息不断，但曾佑鹏告诉记者：“目前全球全固态电池均处于研发试制阶段，尚未量产及应用，已经量产应用的均为半固态电池，下游应用领域包括汽车、储能、低空经济、消费电子、工业机器人等。”
“预计今年全球固态电池应用规模约为7GWh，主要得益于半固态电池在车用端的应用拉动，尤其是国内市场目前半固态电池上车，今年规模已接近5到6GWh，前几年有赣锋锂业、孚能科技、卫蓝新能源的电池已经装车应用，今年又新增了清陶新能源在四季度装车，明年预计会有更多的车型搭载半固态电池。”曾佑鹏说。
至于全固态电池的商用时间，曾佑鹏认为，由于产业化初期成本较高，全固态电池可能最早在2026年左右会有一些企业试装，2027年至2030年间可能都处于小规模示范应用阶段，市场渗透率较低，2030年之后会有一个比较大的突破。
TrendForce集邦咨询数据预计，2030年固态电池市场需求将突破328GWh，其中半固态需求超270GWh，2035年固态电池市场需求将突破1000GWh，其中全固态电池需求预计250GWh，进入大规模应用阶段，半固态电池将达757.35GWh。
目前已公开的各企业全固态电池量产时间表，也基本印证了上述判断。
对比来看，目前整个锂电池应用市场规模大概为1200GWh，其中动力电池、储能电池、消费电池总体呈现7:2:1分布，曾佑鹏预计未来固态电池与锂电池将长期共存，以满足不同市场需求。
“全固态电池对比半固态电池或液态电池在技术上拥有明显优势，一旦技术成熟、成本下降，市场渗透率将迅速提升，同时固态电池应用场景更广泛，目前半固态电池不仅是未来固态电池的技术积累阶段，也是逐步市场化的过程。”万联证券投资顾问屈放对记者表示。
券商研报显示，目前磷酸铁锂电池成本约为0.467元/Wh，三元锂电池成本则为0.512元/Wh，而半固态电池成本约为2元/Wh，全固态电池成本则4-5元/Wh，成本高制约全固态电池商业化进程。
多位受访人士对记者表示，固态电池产业能否快速发展及产业化，还与产业政策密不可分，近几年国内虽陆续出台了一系列支持固态电池产业发展的政策，但目前国内仍以市场驱动为主，尚未出台固态电池补贴政策。
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来源：证券时报
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