固态电池的时间表已经敲定。比亚迪、宁德时代都将小规模量产定在了 2027年,原工信部部长苗圩也赞同。尽管日韩企业持有更丰富的技术专利,中国企业相信自己会在这个颠覆传统液态锂电池的赛道上,再次取得规模化与商业化的领先优势。
上周末,中国全固态电池的大佬们,几乎都出席了北京的峰会,发出了上述明确信号。它的主办方是全固态电池产学研协同创新平台( CASIP),去年刚成立,是中国产业政策创新飞轮在固态电池领域的公共平台。
该平台理事长欧阳明高认为,国内外企业技术路线都在收敛, 2027年将是一个关键的技术突破节点。届时,高碳三元(正极材料)、硅碳(负极)与硫化物(主体电解质)的全固态电池,有望达到 400瓦时 /千克的能量密度,实现轿车小规模量产上车。
目前,国内的宁德时代、比亚迪、一汽、吉利、卫蓝新能源、潍柴动力等企业都是这一计划;国外的丰田、三星等也是如此,而跑错路线的 LG,已经将原定 2026年量产聚合物全固态电池的计划,向后推迟数年,换成了量产硫化物全固态电池。比亚迪锂电池有限公司 CTO孙华军预计,真正大规模应用可能还是在 2030年,长期而言可以实现固液同价。
到那个时候,行业面临新的颠覆性挑战。欧阳明高预计,要突破 500瓦时 /千克的能量密度,材料学创新至关重要。但是,无论是欧阳明高,还是孙华军,都承认中国企业的技术在一定程度上落后于日本韩国一些企业。丰田仍是全固态技术专利储备最雄厚的竞争对手。
在会场上,人工智能被频繁提及。宁德时代已经搭建了电池材料智能化设计平台,拥有算力超过 1PFlops;欧阳明高团队还试用了 DeepSeek,认为已经初具材料设计的总结能力,但缺乏科学分析能力,并鼓励行业基于其开源模型进一步研发垂直模型。
传统锂电天下三分,中国独得其二,日韩合得其一。欧洲已经放弃锂电池战略自主。去年底,累计融资超 150亿美元后, Northvolt年底宣告破产。美国也不会比欧盟更乐观。拜登此前签署的 CHIPS与 IRA法案吸引了日韩电池厂商,但进展缓慢, LG与松下一度中断建设。
宁德时代创始人曾毓群认为欧美在锂电池产业的失败,是创新的系统性的失败。它们的电池设计是错误的,工艺是错误的,设备也是错误的。无论是欧洲还是美国,电化学已经不受大学欢迎;中国并不这样,仅宁德时代就有 2万名研发者,传统学科出身也不耽误他们用人工智能探索新材料。
无论是日韩还是欧美,都相信固态电池是颠覆性机会,甚至希望中国电池厂商困于历史业绩的包袱,就像错过了电动化时代的自己。去年初,欧阳明高警告,电解质的创新将同步牵动其他部件创新,生产制造环节现有装备和工艺超过一半可能不再适用。这是一项重新发明每个部件的颠覆性技术。
当前的锂电池事实上是液态锂离子电池,主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜这 4种部件构成,均被中国断崖式 “垄断 ”。所谓液态,即液态电解液,而固态电池则尝试将其替换为基于氧化物、硫化物、卤化物或聚合物的固体电解质。电解质的改变将为替代其他三大组件打开创新空间。
固态电池能够在后锂电时代被寄予厚望,是因为它在替换材料的同时,获得了能量密度、工作温度范围与安全性上的提升。它有更广阔的市场应用场景。过去 5年,全球锂电池产量翻了 10倍,能量密度增长仅 30%,已经接近理论极限的 350瓦时 /千克;在研固态电池普遍瞄准了突破 500瓦时 /千克。能量密度的提升也将创造新的增量市场。固态电池的规模量产,可以解决纯电汽车的续航焦虑,对无人机和人形机器人同样意义重大。
量产方案已经初步定型,企业开始争先恐后地将固态电池从实验室带往工厂。以往,它们通过研发来保持对前沿技术的敏感性。宁德时代的研究始于 2016年,当时团队不到 100人,去年扩展到 1000多人。该公司一改往常,主动明确披露将在 2027年小规模量产全固态电池。比亚迪的研究始于 2013年,技术可行性验证始于 2016年,产业可行性验证始于 2023年,目前已经实现 60Ah全固态电池的中试下线,预计 2027年左右启动批量示范装车应用。
这也是全球主流汽车的小批量量产关键时间节点。中国与日本在锂电池时代积累颇丰,领先企业往往是电池巨头或汽车巨头。美国则初创企业表现突出,并与欧洲车企联起手来。宝马与 Solid Power合作,梅赛德斯 -奔驰选择了 Factorial Energy,大众投资了 QuantumScape。
但赢得固态电池竞争的关键在于谁能大规模、低成本、可靠地生产基于这项技术的产品。在传统锂电池时代,正是中国企业,为看似落后的磷酸铁锂( LFP)电池找到了规模庞大的市场,取代了欧美主流的三元锂电池。前者不含镍钴,成本更低。这推动了全球电池价格持续下降,到 2026年降低至 100美元 /千瓦时以下,与内燃机汽车成本平价。中国本土比它还要低约 1/4。固态电池也将如此。
缺乏完整产业链的支持,欧美想要弯道超车并不容易。目前固态电池主流路线仍然离不开锂,部分还要用到石墨、镍和钴。目前,固态电池 400瓦时 /千克节点的关键材料的小批量产能已经建立,仍然主要由中国、日本与韩国企业包揽,但大规模量产工艺仍然需要优化。
丰田主要供应商出光兴产目前建成了百吨级硫化物固态电解质中试装置,预计 2027年后商业化,至 2030年扩至万吨级;三星主要供应商浦项制铁 2022年建成的二十吨级固态电解质工厂,会在 2030年扩建至七千吨级;中国的赛科动力、中科固能、瑞逍科技等等,均在今年先行建成百吨级产能,恩捷科技宣布明年建成千吨级产能。目前,中国已建成的硅碳负极产能约 3000吨,到 2027年扩至 3万吨。
汽车已经成为中国迅猛崛起的战略性产业。无论是从燃油向电动转型,还是从司机向智驾转型,中国企业都冲在了第一线,领先优势越来越大,已经成为上下游产业链的核心链主企业。比亚迪雄心勃勃, 2022年全线停产燃油车,今年开启全民智驾。固态电池将巩固比亚迪的竞争优势的同时,获得规模量产的成本优势。
中国产业政策飞轮已经转动。去年,固态电池产学研协同创新平台( CASIP)成立,宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝和吉利赢得了政府基础研发补贴。今年,在峰会上,比亚迪相信,中国锂电成功的故事,将在固态电池上重演:中国的庞大人才优势与国家战略引导将继续发挥关键作用。
不过,无论是美国的初创企业,还是日韩的产业巨头,都相信随着固态时代的到来,它们将重新与中国站在同一起跑线上。
本文参考《看DAO 2025》“备战下一代电池”,增补了最新信息。
完整报告下载方式
《看DAO 2025》
或后台发送关键词 看DAO2025
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.