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近幾個月的固態電池真是越來越火了，好像馬上就要大量裝車上路了。 前幾天的CIBF第十六屆國際電池展覽會在重慶召開，我看了一下會場的介紹，有2200多家電池產業鏈公司參加。 在會上有主場優勢的“領新新能源”宣布了一個消息，說公司的固態聚合物電池已經實現量產，一期產能每年0.5GWh。 嚇得我趕緊去求證，結果讓我有點哭笑不得，現在很多公司都在玩這個“文字游戲”，目前真正的“全固態電池”依然還沒法量產。
現在量產的所謂的固態電池，全都是往里面注射了東西的，比如智己L6裝的那塊“光年固態電池”，它里面注射的東西叫“聚合物粘結劑”，你細品。 然后我又看到了領新新能源首席運營官“李魁宏”說的一句話，他說： “全固態電池確實面臨很多技術上的難題，這涉及誰買單的問題，你不可能花100萬去買一臺續航能力1000公里的新能源車，所以大家都退而求其次做半固態電池。” 那固態電池到底有什么魔力？它真的會顛覆現有的電池技術嗎？ 一、固態電池 很多人可能不知道，固態電池并不是近幾年才開始研究的，而且研究時間比現在這個液態電池還要早，已經幾十年了。 但是到今天為止，依然還無法商業化量產，可見難度有多高。
上圖就是鋰電池結構的變化，左邊是液態電池，右邊是固態電池。 液態電池應該都很熟悉，兩頭是正極和負極，中間是電解液，然后用隔膜隔開。 這種結構有一個致命缺點，那就是隔膜承擔了保護作用，可是保證絕對安全的難度非常大。 因為既要讓電子能穿過隔膜，還必須要把電解液給隔離開，這個時候隔膜始終都會有被擊穿的風險。 比如過度充電、撞擊、進水、高溫等等情況，都會讓這個風險無限擴大，一旦電池內部溫度上升到一定程度，電解液就會氣化分解，最后導致燃燒甚至爆炸。 這也是現在液態鋰電池已經到了理論極限，沒法再進一步的原因，并不是技術沒法實現，充電速度和續航里程都是可以提升的，但是安全就沒了保障。
上面這個圖就很詳細的說明了液態電池在不同溫度下可能會產生的結果。 這也是未來固態電池必然會取代液態電池的原因，首先對環境溫度的要求就要小很多。 液態電池溫度太低了也不行，因為電解質粘度會增大，電導率就會降低，性能自然就會下降，學過物理的應該都知道。 然后高溫也不行，剛說了會燒起來。 而固態電池本來就是固體，不存在液體粘度的問題，所以低溫也沒問題。 然后高溫也沒問題，那塊硬邦邦的東西，不容易燃燒，也不會爆炸，就算破損了，也不會有泄漏問題。 甚至溫度稍微高一點，固態電池的性能還更好。 因為沒有了這個安全隱患，固態電池可以把能量密度做得更大，液態電池能力密度的極限是350Wh/kg，而固態電池可以達到500Wh/kg以上，這就不是一個級別的。 能量密度=工作電壓x比容量
這兩個決定性因素都遵循木桶理論，也就是只能選擇所有零件中的最小值，液態電池在目前的科技水平下，能力密度已經沒法再提升。 固態電池不一樣，它的材料選擇余地更大，所以隨著不斷研發，比容量還在持續提高。 重點是密度變大了，體積反而變小了，這一點對新能源汽車太重要了。 液態電池為了保證安全性，電解液和隔膜這兩個東西加起來的體積就占了電池的40%左右。 固態電池不但可以把密度更大的電解質塞進去代替這兩個東西，還可以讓正負極之間的距離縮短到10微米左右。 正是因為這些優點，固態電池能夠輕輕松松就讓續航里程超過1000公里，所以現在很多車企都在拿這東西宣傳。
比如上圖這個，就是智己L6宣傳的，看這描述：“首個超快充固態電池”。 不懂的人還以為這真是固態電池，當然不止是智己，還有大量其他車企和電池企業都一樣，都在講自己的固態電池。 固態電池的標準其實有很明確的劃分，根據液態電解質含量的不同，級別也不一樣。 5-10wt%含量的是半固態電池，0-5wt%含量的是準固態電池，沒有任何一點液態電解質的才叫全固態電池。 現在半固態電池是沒問題的，果凍電池確實已經在用，現在所有人的主要精力都還在準固態電池上面，還沒進入全固態電池。 比如上面說的這個光年固態電池，主要成份是“無機氧化物固態電解質+聚合物粘結劑+LiTFSI”這樣一個組合，“清陶能源”這家公司做的。 清陶能源的總經理“李崢”說過這么一句話： “為了增強固態電解質的鋰離子導電性，我們在電解質中加入了10%的浸潤液。” 浸潤液是什么意思，你懂的！ 所以這塊光年固態電池，只能說是半固態電池，連準固態電池都算不上。
當然不是說這東西不好，智己L6是一款非常好的車， 充電功率達到400kW，續航里程超過1000公里，充電12分鐘續航400公里。 我僅僅只是想表達固態電池真正的概念，沒有任何詆毀半固態電池的意思。 實際上從液態電池到固態電池，也必須要經歷這么一個過渡過程，技術發展是需要時間的。 二、技術路線 現在公認的固態電池技術，有三條路線，主要是電解質的區別，分別是“聚合物固態電池、氧化物固態電池、硫化物固態電池”。 現在并沒有確認哪種技術路線占上風，各有各的優缺點，基本上所有進軍固態電池的企業都在同時布局。 聚合物電解質是最簡單的，而且很多生產環節都還可以與現在的電解液設備共用，所以轉型難度最低，現在小規模生產的主要就是這種。 但是缺點也很明顯，它的導電率和穩定性都不算優秀，大概率也只是用來過渡。 氧化物電解質現在研究的比較多，它沒有明顯的缺點，也沒有明顯的優點，中規中矩各項指標都比較均衡。 硫化物電解質的導電率非常高，是所有公司未來都要預備的技術。
缺點就是工藝太復雜，而且硫化物如果發生意外會產生有毒氣體，還有電極界面不太穩定，容易形成比較高的阻抗。 不過三種路線的固態電池都很難解決內阻過大的問題，因為固態形狀之間的接觸肯定不是那么緊密，界面電阻問題目前很難解決，而且還有很大的不穩定性。 其實電池不管是什么形態，充電和放電過程的原理都是一樣的，都是電子在正負極之間移動。 所以有人把這個過程很形象的比喻成人在游泳，液態電池就是在水里游泳，固態電池就是在沙子里游泳。 沙子的阻力當然很大，所以會嚴重影響電子的移動效率。 除了結構之外，材料也是一大關隘。 現在常規的液態鋰電池材料很成熟穩定，基本上也沒有優化空間了。 固態電池在材料方面，也還沒有定論，比如氧化物電解質現在需要鋯啊鑭啊這些稀有金屬，硫化物電解質更是需要鍺金屬。 是不是這幾個字眼很陌生？ 陌生就對了，這幾個東西很稀少，尤其是我們自己沒什么儲量。 比如鋯資源，我們的進口依賴度高達90%以上。 鍺資源我們倒是挺多，根據目前已經勘探的結果，我們的鍺資源儲量位居全球第二，行業的龍頭公司就是云南鍺業。 還有馳宏鋅鍺規模也不小，鍺資源儲量600噸。 看到區區600噸這個數據第一反應是什么？ 價格高啊，鍺價太高是讓固態電池成本下不來的原因之一。
還有負極材料，之前我們都知道常用的是石墨負極，固態電池不一樣，現在主要是硅基負極和金屬鋰負極。 尤其是鋰負極，未來應該是主流，它有很高的比容量，目前能達到3900mAh/g，這可是石墨的10倍，所以能大幅度提高電池能量密度，續航超1000公里是輕輕松松。 但是鋰這個東西有個問題，在充電的時候，鋰離子有可能會形成樹枝一樣的金屬鋰，專業上叫“鋰枝晶生長”。 都成樹丫子了，當然就會破壞里面的結構，導致電解質的界面不穩定。 重點是這個樹丫子是不可逆的，長成了就便不會鋰離子了，當然就會降低電池利用率。 如果樹枝再調皮一點，一不小心滲透到電解質里面去，那就會導致短路。 現在解決這個問題的主流方向是用“剪切模量”技術，學過材料的應該都懂，但是目前依然不能完全阻止樹丫子的生長。 如果短時間內無非解決“鋰枝晶生長”問題，那么應該就會用硅基負極來過渡。
比較可惜的是硅基材料導電性不是很好，而且還會膨脹，否則也不是不可以成為主流。 至于正極材料，應該是系統性變化相對最小的，現在主要就是提高它的電壓承載力，因為更高的電壓就以為這可以匹配更高的電池能量密度。 如果未來鋰金屬真的成為負極主流材料，那么正極材料必然是往超高鎳、鎳錳酸鉀鋰或者富鋰錳基這些高能量密度的材料進步。 我看“富鋰錳基”這東西好像挺受青睞的，有不少公司都在布局。 不管采用哪種材料，未來“鎳”金屬看來會有一波增長，因為為了提高比容量，高鎳還不行，必須得超高鎳才行。 至于工藝問題，目前還沒有討論的必要，材料都還沒整明白，工藝還早著。 現在生產全固態電池需要的設備都還不齊全，比如燒結、真空、干燥房等等，都還沒有完全成熟的設備。 整個固態電池的技術層面，現在還有非常多的問題沒有解決，或者說還沒有經過可靠性檢驗吧，是不成熟，還只是實驗室產品。 所以短時間內是不可能實現全固態電池量產的，再說成本也不允許啊。
現在即便是半固態電池的成本，大概在1.5元/Wh以上，全固態電池如果非要強行生產，至少是這個成本的3倍以上。 而現在普通的三元電芯，成本都已經降到4毛左右。 新能源汽車本來就已經夠卷的了，即便不考慮安全性，誰能用得起這么高昂的電池？ 三、現狀 現在全球都在布局固態電池，當然還是屬我們參與的企業最多。 現在各國的技術水平不太好比較，畢竟都還不成熟。 日本的技術實力是不弱的，我看了一下他們的進展，并不比我們慢，他們的底子太厚了，當然可信度有多高我不確定。 而且日本其實研發固態電池的時間很早，比我們還早，他們選擇的技術路線就是硫化物電解質，比如豐田、本田、日產、松下等等都有不錯的成果。 由于他們主要是汽車廠商參與研發，所以在性能匹配度上面比我們還要快一些，以目前的速度來看，是有可能比我們快一步的。 歐美那邊主要是車企和中小型技術公司合作，他們的電池產業鏈沒有我們這么完善，未來大概率會掉隊。 其實他們在聚合物電解質這條技術路線上，已經開始商業化了，但是性能不怎么樣，還不如我們的液態鋰電池。
其他技術路線他們也在布局，主要是那些車企巨頭以股權投資的方式，支持中小型電池企業做研發，變數會很大。 韓國也在研究，但是參與企業很少，而且技術進展不怎么樣，一定會被淘汰。 別看LG和三星好像挺厲害，其實內部問題遠比外界看到的更嚴重。 然后就是我們自己，目前主要是氧化物電解質技術路線，氧化物的機械性能很好，但是硬度太高，所以電解質里面會有很多微小的間隙，從而影響導電性。 為了解決這個問題，現在都會往電解質里面注入一點電解液，來填充這些間隙。 所以本質上國內的固態電池，全都是“固液混合電池”，并不是真正的全固態電池。 現在進入這個行業的玩家也非常多，老牌電池巨頭當然沒有一個缺席的。 首先當然是寧德時代，但是寧王相對來說比較低調，可能是覺得自己生產的本來就是半固態電池，作為老大，不太好意思泰國吹噓了。 寧德時代已經開始生產“凝聚態電池”，并且已經用在飛機上了。
曾毓群前不久就親口說了這么幾句話： “固態電池的三條路線，大家都在研究。但固態電池的量產非常困難，尤其是在金屬負極方面。” 你看人家多坦誠。 寧德時代的技術是毋庸置疑的，從麒麟電池到凝聚態電池，都走在了行業的前面。 當然凝聚態電池也不是固態電池，只是能力密度和安全性高于常規液態電池，屬于半固態電池。 我剛查了一下寧德時代申請的專利，看樣子寧王選擇的是硫化物路線，已經有了不少專利。 未來兩年內，都是半固態電池的量產時期，我看各大企業都有一定程度的擴產。 比如億緯鋰能、贛鋒、蜂巢、國軒高科、中創新航等等，從去年開始都在擴產半固態電池。 這些老牌巨頭都有發公告，相信大家都知道，我就不一一列舉了。 億緯鋰能的研發進度是很不錯的，讓我很意外的是他居然還在研發“鹵化物”這個技術路線，前面我都沒提，因為比較小眾。 除了這些傳統鋰電巨頭之外，還有不少新玩家，這是行業這么火熱的根本原因。 這些新玩家大多都有“高校”背景，比如清陶能源，就是清華大學提供了技術支持。 還有衛藍新能源，是中科院提供了技術支持，還有東馳能源，背后是東北師范大學，還有高樂股份，背后是南方科技大學等等。 清陶能源算是比較火的，因為智己L6用了他的“光年電池”，前面也說了這個事。
當然公司實力也是可以的，現在半固態電池的產能超過10GWh了。 根據公司發布的計劃，全固態電池準備在2027年量產。 其實幾乎所有電池企業的計劃都是這個時間點左右，保守一點的會說在2027年~2030年之間，激進一點的會說2027年左右。 最喜歡吹牛的就是本田，我記得他都改過好幾次量產時間了，現在又說2025年量產全固態電池。 我覺得就是博眼球，說不定哪天又改成2026年了，反正吹牛不犯法。 還有衛藍新能源也還不錯，中科院物理所的水平還是很高的，現在吉利汽車和蔚來是他的深度合作伙伴。 我大概算了一下，最風光還是贛鋒鋰業，因為現在廣汽、長安、東風、塞力斯等等大型汽車品牌都是他的合作伙伴。 贛鋒鋰業從一個挖礦的巨頭，這是要轉型做產品的節奏啊。 四、總結 我想起李斌前段時間講的一句話： “現在各電池廠商公布的量產計劃，象征意義大于實際意義。” 我是認可這句話的，要吸引行業眼球，尤其是那些新玩家，他們是需要靠融資的，不關注一級市場的可能不知道，從去年開始，電池新勢力拿走了資本市場非常大一筆錢。
而且未來兩年這個風向還會持續，原因很簡單。 造車新勢力起來了那么多家，所以電池新勢力也應該跑出來幾家才對。 這個邏輯沒問題，但是我總覺得怪怪的。 我并不懷疑那些高校和科研機構的技術水平，但是在可靠性和商業性方面，我認為姜還是老的辣。 現在表面上大家都還在同一起跑線，因為誰都還沒成功，但是一旦技術開始成熟，老牌巨頭后勁會更足一點。 電池這東西跟新能源汽車還有點不一樣，汽車電動化后，整車技術難度是降低的，主要升級的是軟件技術。 而且核心零配件都可以買，三電系統啊，熱管理系統啊等等，買回來組裝就行。 電池不一樣，它是在電池本身的基礎上做技術延伸，是一個東西的升級版，所以是需要沉淀的。 當然這也不是重點，說不定某個電池新勢力就研發出一個很厲害的東西也不是不可能。 重點是現在的電池行業，很容易讓人誤解固態電池的進展情況。 嚴格來說，不管是半固態電池，還是準固態電池，簡稱為“固態電池”也沒毛病，誰叫咱文化博大精深，可以簡稱。 但是大家要清楚，真正的全固態電池，按照目前的研發進度，兩年內是不可能量產的。 朋友們，發財手點個“贊”和“在看”唄 關注我分析的優秀公司的朋友，可以參考下面會員專欄數據，會進行持續的深度跟蹤和分析，并持續更新所計算出來的理想買入機會和風險邊際。
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