固態電池正逐漸站上風口。

據中國日報報道，中國或將投入約 60 億元用于全固態電池研發，包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府基礎研發支持。

國家隊下場支持進一步助推了固態電池的熱度。近年來，隨著海內外多家企業接連給出固態電池的量產時間點，業內對固態電池走向落地應用的期望值有所提升，二級市場也紛紛作出反應，與固態電池相關的概念股今年接連漲停。

為何行業與資本市場對此紛紛看好這項技術？作為動力電池的新形態，其是否會替代目前主流的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池？

動力電池的“終極路線”

所謂固態電池，簡單理解即一種使用固體電極和固體電解質的電池。

現有的動力鋰電池材料體系包含碳/硅負極、多孔隔膜以及液體電解質，通過鋰離子的移動而產生電流。而全固態電池是一個完全致密的狀態，采用固態電解質和固態隔膜，碳/硅負極改為金屬鋰負極，充電時，鋰金屬會沉積在負極上，在放電的過程中溶解。

基于這種材料體系的轉變，固態電池有著液態電池無法企及的優勢。例如，固態電池更為穩定，不易泄漏、不易燃燒，大大降低了電池起火爆炸的風險，安全性更高。

另外，由于能量密度更高，可達到 400Wh/kg 以上（作為對比，磷酸鐵鋰電池的能量密度一般在 100Wh/kg~180Wh/kg，三元鋰電池的能量密度通常在 150Wh/kg~250Wh/kg），其在性能表現上也優于液態電池，充電速度更快（最高可超過 10C）、續航里程更長。

同時，全固態電池的電解質在 -30°C 和 100°C 的范圍內都不會凝固，不會氣化，這意味著冬天在寒冷地區不用擔心續航問題，也不需要很復雜的熱管理。

這也就不難理解為何固態電池備受業界推崇，成為海內外車企爭相布局的領域。

從全球廠商的研發路徑來看，固態電池主要有聚合物、氧化物和硫化物三種研發路線。不過，目前尚未有任何一種技術路徑為絕對性方向，而是都處在探索階段。

“無論是聚合物、氧化物還是硫化物，目前很難有一種電池的所有性能都比別的電池有優勢，而是各有優缺點。”廣汽研發人員告訴虎嗅汽車。

在廣汽看來，未來固態電池的終極形態會是多元的復合體系，于是廣汽全固態電池基于兩條路線并行推進開發——一個是以硫化物為主的復合體系，另一個是聚合物為主的復合體系。

寧德時代同樣認為沒有一種固態電解質是十全十美的，其更為看好硫化物技術路線，認為其能夠更快走向量產。同樣在硫化物全固態電池領域布局的還有豐田，但雙方在硫化物空氣穩定性和制造工藝上采用了不同的策略。

全球各家廠商都希望攻克全固態電池，但目前尚未有真正實現量產攻堅的玩家。

需要指出的是，雖然近年來行業內有部分車企宣稱用上了固態電池，但實際上是半固態電池，而非并非真正的固態電池形態。

“根據行業內規則，一般是按液態電解質占電芯的比重來分：液態（25wt%）、半固態（5—10wt%）、準固態（0—5wt%）和全固態（0wt%）。”廣汽研發人員告訴虎嗅汽車，“不管是液態電池還是半固態電池，只要電池內部存在電解液，一旦破損泄漏都會有短路起火的風險，與當前常規液態鋰離子電池并無本質差異。”

固態電池，可望不可及

固態電池百般好，但無奈這是塊“餅”。

較早一批從事固態電池研發的廠商已經在這條賽道上走了十多年，豐田從 2012 年開始布局研發，寧德時代也差不多在這一時期啟動研究，但都沒能將固態電池推到量產階段。

從國內外車企透露的量產時間點來看，固態電池的產業化時間大概在 2027-2030 年。需要厘清的是，“上車不等于大規模量產”，推出產品形態到大規模量產落地之間還存在多方面的技術攻堅。

“五年后肯定會有固態電池的車出來，再過三五年會大面積鋪開。”吉利研究院專家告訴虎嗅汽車，但考慮到目前各家車企對固態電池的重視程度以及技術快速推進，量產時間可能提前。

固態電池研發之難，連寧王都連聲叫苦。曾毓群曾在公開場合表示，“寧德時代已經在這方面投資了 10 年，固態電池只有在使用新型化學材料、負極電極使用純鋰金屬的情況下才會有很大優勢，要將這種電池推向市場還有很多困難。”

首先是電解質材料選擇上，以相對主流的硫化物固態電解質需要的硫化鋰為例，后者化學性質不穩定，與空氣、水反應都會生成有毒化合物，生產環境控制要求嚴苛，量產困難，由于與目前的電池材料體系差別巨大，固態電池缺乏成熟的材料供應商。

在正負極材料上，由于硅/碳負極體積易膨脹大不適用于固態電池，固態電池的正負極材料通常會選擇一些能提高能量密度的金屬，而鋰金屬負極現在還不成熟。

在界面工程與穩定性上，固態電池中的電解質與正負極之間的界面問題也是一大挑戰。由于采用固體電極和固體電解質，其有效接觸能力較弱，會造成影響電池性能的界面阻抗。另外，由于固體電解質導電率差、采用鋰金屬易發生枝晶生長存在安全風險等問題，這些亟待攻關的技術難點。

再者，對于量產和普及來說，全固態電池還面臨著成本的問題，包括材料成本和制造成本。據中郵證券測算，目前固態電池較液態電池成本高出 30% 以上。

材料層面，固態電解質目前仍難以做到輕薄化，用到的部分稀有金屬原材料價格較高，疊加為高能量密度使用的高活性正負極材料尚未成熟，固態電解質和正負極成本都不低。在生產層面，固態電池的生產工藝相對復雜，成本也較高。

可以預見，全固態電池短期內難以實現大規模的商業化。

從理論層面來看，固態電池比液態電池有著多方面的優勢，但這項被稱為“動力電池領域的珠穆朗瑪峰”的技術還僅是將來時形態，即使在三五年內能夠有技術突破，但要形成替代，還需突破成本關口。

從產業態度來看，未來 10 年無疑是全固態電池研發的關鍵機遇期。但對于一項新興技術，更重要的是聚焦于技術層面的攻堅，而不是虛炒營銷概念，將其作為宣傳和推起資本熱度的手段。