2025-02-17 智能输送方案 0
固态电池是一种应用固体电极和固体电解质的电池，内部完全没有液体。其电解液是由锂和钠制成的玻璃化合物作为传导物质，具有诸多显著特点。
首先，固态电池具有高续航的特性。它的能量密度是锂电池的 2 倍，在相同重量下，能够实现 2 倍的续航里程。据测试，同样重量的密度固态电池续航能够在 1000 公里以上。这主要得益于其采用了固态电解质，相比传统液态电解质，能够存储更多的电能。
其次，固态电池拥有高密度的优势。相较于传统电池，固态电池可以在更小的体积内存储更多的能量，为设备的小型化和轻量化提供了可能。例如，在可穿戴设备领域，小型化、高能量密度的固态电池能够满足设备对续航和体积的要求。
最后，固态电池具备高能量的特点。其能量密度高意味着能够为设备提供更强大的动力，适用于各种高能耗的场景。在电动汽车领域，高能量的固态电池能够提供更长的续航里程和更快的加速性能，满足消费者对电动汽车性能的需求。
固态电池充电速度极快，理论上至少可以快一倍。丰田曾宣传其固态电池充电 10 分钟，续航 1200 公里。这并非空穴来风，全固态电池在固态电解质的耐高温方面表现卓越，最少比目前的电池要高上 6 倍，最高甚至能达到 15 倍。这使得它能够承受更高的功率，从而实现更快的充电速度。不过，要达到这样的充电速度，需要有与之匹配的高功率充电设备。例如，根据观研天下的测算，中国固态电池规模有望在 2025 年达到 29 亿元，2030 年突破 200 亿元，随着产业的发展，未来有望出现更多高效的充电设施来支持固态电池的快速充电。
固态电池的寿命和续航能力令人瞩目。其寿命可达 50 年，远高于目前电池的 20 年左右。在循环性能方面，固态电池循环 2000 次之后，容量保持率为 92%，3000 和 6000 次循环之后，仍然有 88% 和 80%，相比目前市面上 800 次循环就报废的电池，提升至少 1.5 倍。从能量密度来看，目前液态电池能量密度很难超过 300Wh/kg，半固态电池目前为 360Wh/kg，而当前实验室条件下的固态电池能量密度在 400Wh/kg，理论最高可以达到 900Wh/kg。以我国短期目标电池能量密度500Wh/kg 作为参考，固态电池容量上升 1/3 是很有可能的，这意味着续航至少能提升 350 公里。
固态电池在安全性方面具有显著优势。固态电解质不易被穿破，更耐高温，能有效防止电子乱窜导致的短路和燃烧。固态电池没有隔膜，其电解质本身为固态，相比传统电池中的液态电解质和隔膜结构，更不容易发生短路。例如，固态电解质最低能承受 600℃的高温，最高可达 1800℃，而黄金的熔点也才 1100℃。对于隔膜最大的威胁是锂原子穿梭正负极产生的锂枝晶，堆积时间久了会穿破隔膜导致短路燃烧，但固态电池则能有效避免这种情况。
比亚迪专家表示固态电池广泛应用需 3 至 5 年，2030 年全球出货量或达 643GWh，但大规模量产面临诸多挑战。据测算，2024 至 2030 年复合年均增长率可达 133%。然而，全固态电池大规模量产仍面临诸多挑战，需要时间改进制造工艺和技术。硫化物固态电池被视为发展方向之一，预计 2027 年至 2029 年为示范期，2030 年至 2032 年进入拓展期。但目前，硫化锂高昂的价格是商业化的主要障碍，改进制造工艺和技术是降低成本的关键。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高认为，电池技术革新不能一蹴而就，企业做固态电池应循序渐进，最终目标还是要在 2030 年实现固态电池的大规模产业化。
多家企业宣布在固态电池领域的突破，如南都电源开发固体电解质膜，可耐 200℃高温，将固态电解质技术导入锰酸锂电池，安全性得到大幅提升。南都电源与浙江大学签订共同开发协议，自 2017 年起自研固态电池，2022 年引进资深全固态电池开发专家小林直哉先生指导团队推进研发。南都电源成功研发的 20Ah 全固态电池基于超高镍三元正极和限域生长的硅碳负极体系，能量密度可达 350Wh/kg，循环寿命 2000 次，目前已通过挤压、短路等安全性能测试，均达到国标要求，电池不起火、不爆炸。此外，南都电源开发的致密电极干法工艺大幅降低了电极孔隙率，致密度高达 80% 以上，保证了电极活性材料与电解质间的紧密接触，提高了电池能量密度，降低了电极制造成本，极大推动了南都固态电池产业化进程。南都固态电池具有宽温域工作能力，可以在 -20℃ - 85℃的环境下正常使用，能覆盖大部分极限工况，完全充放电 500 次，容量保持 93.4%，2000 次后，容量保持率大于 80%。性能的提升将大大拓宽南都固态电池的应用场景，可用于无人机、机器人、低空飞行器、智能手机等场景。同等能量密度下，南都固态电池成本仅较普通锂电池增加 10% - 15%。后续南都电源将在工艺研发、设备制造等方面，持续加快固态电池产业化进程。
南都电源的固态电池产品可用于无人机、机器人、低空飞行器等场景，其具有能量密度高、循环寿命长、安全性能好等特点。例如，公司研制的 20Ah 全固态电池基于超高镍三元正极和限域生长的硅碳负极体系，能量密度可达 350Wh/kg，循环寿命 2000 次，目前已通过挤压、短路等安全性能测试，均达到国标要求，电池不起火、不爆炸。完全充放电 500 次，容量保持 93.4%，2000 次后，容量保持率大于 80%。此外，公司的固态电池产品可根据客户需求提供定制化产品，现有一条中试产线，可实现小批量交付。
在低空飞行器领域，更高能量密度、更高放电倍率的固态电池的量产，才能真正让电动飞行汽车真正进入实用阶段。目前已量产的前沿锂电池技术基本难以兼顾 eVTOL 的要求，市场主要通过研发固态 / 半固态锂电池，去提升能量密度上限和安全性、来适应 eVTOL 应用场景。如恩力动力技术有限公司研发的新型大容量全固态电池在无压力环境下，可实现数百次稳定充放循环，容量保持率仍保持在 85% 以上，为低空经济中无人机、电动垂直起降飞行器（eVTOL）等关键应用提供了强有力的技术和动力支撑。
在无人机领域，力神电池推出了无人机电芯及智能电池解决方案，该电芯在能量密度、充放电倍率、循环性能等关键指标上进行了升级和突破，并实现消费无人机、工业无人机等无人机领域，以及 eVTOL 领域全覆盖。安徽盟维新能源科技有限公司的产品级安全高比能锂金属电池 METARY 系列已经在多种无人飞行器的应用场景得到客户验证，其产品具有快充、放电倍率性能好、环境适应性优异等优势。
未来，固态电池可广泛应用于新能源领域。在新能源汽车领域，随着固态电池技术的不断成熟，其高能量密度和长续航里程的特点将成为未来电动汽车发展的理想动力源，有望解决电动汽车的续航焦虑问题，加速电动汽车的普及。在储能领域，固态电池的高安全性和长寿命的特性，能够更好地满足大规模储能系统对稳定性和耐久性的要求，通过高效的储能，有效平衡电网供需，促进可再生能源的大规模接入和消纳。
宁德时代作为动力电池行业的领军企业，在固态电池领域投入了大量的研发资源。董事长曾毓群表示，用技术和制造成熟度 1 - 9 评价，宁德时代的全固态电池研发目前处于 4 的水平。全固态电池关键在于材料和化学体系，最难的是界面问题，即颗粒与颗粒间的离子传输。
宁德时代在硫化物固态电池方面的研发已经成熟。与国内其他企业优先采用半固态电池路线不同，宁德时代计划直接开发全固态硫化物电解质电池，其改性后的 LiCoO₂/ 硫化物电解质 / Li 电池，在 0.1C 倍率下，能够做到 200 周以上，容量保持率在 80% 以上，这一性能在行业中处于领先水平。
：天齐锂业目前主要通过投资参股进行介入固态电池领域，持有北京卫蓝新能源科技有限公司约 3% 的股权，持有 SES AI Corporation 约 7.97% 的股权，以保持跟踪行业前沿技术趋势和商业化进程。此外，天齐创锂与北京卫蓝新能源科技有限公司共同出资设立了合资公司，主要从事预锂化负极材料与回收等相关业务。2023 年上半年，眉山子公司已经完成了下一代硫系固态电解质关键原材料硫化锂产品公斤级示范线搭建和调试，实现电池级硫化锂产品的稳定制备并完成多批次的客户打样工作，目前硫化锂产品已实现小批量对外销售。
：在固态电池领域有成熟产品，已为多家客户提供了试验机和量产装配线。如果固态电池行业投入增大，可以带来新的设备需求，有利于扩大公司的产品市场。
：长安汽车深耕半固态、固态电池的全新电解质材料开发、关键工艺开发，基于整车需求，正向开发领先的固态电池，从 2025 年开始逐步量产应用。重量能量密度达到 350 - 500Wh/kg、体积能量密度 750 - 1000Wh/L，2030 年全面普及应用。长安汽车还在开展锂硫电池、金属电池等新型电池的原型电芯设计，预计能量密度将突破 1300 - 1500Wh/kg，力争在 2035 年实现搭载应用。同时，长安汽车已组建了先进电池研究院，拥有电池研发人员 1200 余人，未来还将投入 100 亿元资金，到 2024 年电池团队达到 3000 人。
