燃油车末日来了？固态电池轻松续航1000公里 多家厂商走到台前 产业链有哪些公司

　　固态电池轻松续航1000公里，燃油车的末日来了吗？

　　2023年6月，北京卫蓝新能源科技有限公司（以下简称卫蓝新能源）宣布360Wh/kg锂电池电芯正式交付蔚来汽车；2024年3月25日，上汽旗下智己汽车披露，行业首个准900V超快充固态电池即将量产上车；4月2日，太蓝新能源也宣布，在“车规级全固态锂电池”的研发方面取得重大进展，成功制备出实测能量密度达到720Wh/kg的超高能量密度体型化全固态锂金属电池。

　　据蔚来创始人李斌实测，150kWh（即150度电）电池包行驶距离达1044公里。据悉，该电池包的电芯能量密度为360Wh/kg，电池包能量密度为260Wh/kg。

李斌实测直播画面；图片来源：视频截图

　　若720Wh/kg能量密度电芯真的量产，或许2000公里续航也不是梦。不过，目前固态电池需要使用多种新型材料，底层材料学问题尚待解决。此外，还存在生产工艺不成熟、产业链配套需降低成本等问题。

　　固态电池概念受热捧

　　实际上，目前各大厂商推出的固态电池，大多为固态、液态混合电池，或称半固态电池。尽管仍未达到全固态，但半固态电池的推出仍然意义非凡。

　　此前，动力电池厂商技术提升主要体现在结构优化领域。不管是刀片电池、短刀片电池，还是CTB（电池车身一体化）、4680电池，主要是电池包层面结构优化，而非电芯层面能量密度提升。

　　而固态、半固态电池，是真正通过化学材料的改变，提升能量密度、改进安全性能等方面。

　　从液态电池走向固态、半固态，最核心是电解质的改变。4月7日，孚能科技（SH688567，股价12.62元，市值154.23亿元）研究院固态组专家对《每日经济新闻》记者表示：“半固态或固态是指电解质从液态向固态化发展的技术路线，随着液态电解液用量的减少，锂离子电池的安全性得到大幅提升，也让更高能量密度材料体系的应用成为可能。”

　　4月7日，鑫椤资讯主编吕真真在微信上对《每日经济新闻》记者表示：“固态电池体系包括聚合物体系、氧化物体系、硫化物体系、卤化物体系和复合电解质体系。目前行业内主流是前三者。”

　　当下资本市场热炒的三祥新材（SH603663，股价19.86元，市值84.21亿元），就属于氧化物体系。3月25日至4月3日，三祥新材区间涨幅达85.09%。

　　据了解，三祥新材主要业务为锆系制品、铸造改性材料等工业新材料的研发、生产和销售，主要产品为电熔氧化锆、海绵锆、氧氯化锆及特种陶瓷等。

　　氧化物体系中，锂镧锆氧（LLZO）由氢氧化锂、氧化镧、氧化锆混合烧结而成。对于公司是否向固态/半固态电池厂商供应氧化锆等电解质材料，记者4月7日致电三祥新材，工作人员回复称：“目前我们（锆基材料）只有送样。”对于究竟送样哪些固态电池厂商，是否送样卫蓝新能源、清陶能源等，其表示“无法告知”。

　　同样遭热炒的，还有老牌正极材料厂商当升科技（SZ300073，股价42.1元，市值213.24亿元）。3月25日至4月3日，当升科技区间涨幅达24.37%。

　　据当升科技2023年年报，公司在固态锂电正极材料商业化应用方面走在了行业前列，超高镍产品销量同比实现数倍增长，年内累计出货数百吨，持续提升在“辉能”、“清陶”、卫蓝新能源、赣锋锂电等固态电池客户的供应份额，并成功配套用于上汽集团（SH600104，股价15.35元，市值1776.81亿元）、VinFast（越南车企）等全球一线车企固态车型上。

　　固态电池：“安全不爆炸、能量密度大”

　　据乘联会数据，2024年3月，新能源车在零售市场渗透率超过40%。尽管如此，新能源车仍然因为起火、自燃、冬季续航焦虑、电池老化等问题为一些人诟病。

　　但若固态电池成功量产，上述很多问题将得以解决。孚能科技研究院固态组专家认为：“目前所使用的有机液态电解质在锂离子电池充放电过程中会不可避免地发生副反应，影响锂离子电池的使用寿命；同时，液态电解质中的有机溶剂具有易燃性和高腐蚀性，抗氧化性较差，因此存在热失控的风险。”

　　对于固态电池相对液态电池的优势，其表示：“首先是安全性的提升。只有在实现本征（物质本身的特征）安全的基础上才可以应用高电压正极和锂金属负极等高性能材料，最终达成更高能量密度的目标，取得性能与成本的兼顾，才能制造出满足TWh（亿千瓦时）时代需求的动力电池。”

　　吕真真表示：“理论上，固态、半固态电池有以下几个方面的优势：固态电解质更耐高温，可拓宽工作温度（区间），无需添加冷却子系统；固态电解质无可燃液态电解液，可提高使用的安全性；固态电池可简化封装、冷却系统，实现电芯内部的串联结构，提升体积能量密度。”

太蓝新能源研发进展；图片来源：微信文章截图

　　因此，吕真真认为：“基于这些优势，也就意味着固态、半固态在应用方面可以在较大倍率下进行充放电，缩短充电时间，提高功率输出；可在过充过放、过热、冲击、穿刺等极端条件下使用；减少电池组的尺寸和重量提高电池的续航里程。”

　　也有投资者把固态电池的优势总结为“安全不爆炸、能量密度大”。

　　智慧芽向《每日经济新闻》记者提供的数据显示，元宇宙之家消息，截至4月7日，全球固态电池相关专利已超过1.5万件，其中授权发明专利超过5500件。从技术维度看，该领域的专利主要聚焦于固体电解质、正电极、负电极等细分技术领域。

　　目前，全球在固态电池相关领域布局专利数量（包括取得、在审和失效量）靠前的企业有丰田自动车株式会社、株式会社LG新能源、株式会社村田制作所、现代自动车株式会社、起亚自动车株式会社等。

　　中国企业在固态电池相关领域布局专利数量靠前的有北京卫蓝新能源科技有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司（以下简称蜂巢能源）、蜂巢能源科技（无锡）有限公司、浙江锋锂新能源科技有限公司、国联汽车动力电池研究院有限责任公司等。

图片来源：智慧芽提供

　　而发明人排名分析中，陈少杰、俞会根位列前十。结合上述公司专利布局排名，这两人或为蜂巢能源固态电池开发部部门总监陈少杰，以及卫蓝新能源总经理俞会根。

　　快充电池能否解决离子电导性问题？

　　“安全不爆炸、能量密度大”，固态、半固态电池看起来很完美，但在其发展中仍存在不少挑战。

　　首先是电解质材料。究竟来看，固态、半固态电池由于技术路线的不同，各种电解质技术路线优缺点也不同。吕真真梳理道：

　　聚合物体系主要使用材料是PEO（聚环氧乙烷）等，其优势为柔韧性好、质量轻、成本低、易于加工；劣势为常温下离子电导率低，电化学窗口窄。欧美企业多采用该体系路线。

　　氧化物体系主要使用材料是石榴石（Garnet）、钠离子导体（NASICON）等，其优势为循环性能良好，电化学稳定性高；劣势为离子电导率较低，界面接触性差。国内企业多采用该体系路线。

　　硫化物体系主要使用的材料是LiGPS、LiSiPS（均为一种硫化物电解质）等，其优势为离子电导率较高，劣势为与空气接触形成有毒的硫化氢，材料生产对工艺的要求极高，成本较高。目前主要是日韩企业采用该体系路线。

　　根据东方证券研报，硫化物固态电解质因极高的锂离子电导率受到广泛关注，如LGPS、LSP-SC（均为一种硫化物电解质）室温下的离子电导率已与传统液态电解质媲美。以LGPS为例，其离子电导率为12mS/cm（毫西门子/厘米）。而氧化物体系中，主流为LLZO（一种固态电解质），其离子电导率为0.51mS/cm。可以看出，LLZO的离子电导率大幅低于LGPS。

　　东方证券表示，电解质的功能是为锂离子在正负极之间传输搭建通道，决定锂离子运输是否顺畅的指标遭称为离子电导率。在电极与电解质界面上，传统液态电解质与正、负极的接触方式为液-固接触，界面润湿性良好，界面之间不会产生大的电阻，而固态电解质与正负极之间以固-固界面接触，接触面积小，紧密性较差，离子电导率通常比液态电解质低两个数量级。这一特性导致了电池的快充性能受限。