固态电池概念爆发，多家厂商加速项目落地

　　这两天半固态电池大涨，固态电池这个方向，就像前一阵的钙钛矿差不多，都是当下新能源技改重点炒作方向，另外，消息面上，搭载赣锋锂电三元固液混合锂离子电池的纯电动SUV赛力斯SERES5规划于2023年上市。SERES5搭载的赣锋三元固液混合锂离子电池采用的是固态技术。
　　现在影响电动汽车的核心因素就是续航以及电池容量问题，北方冬季温度较低，会影响电动车原本标称的续航下降了，NCM811电池或者刀片电池等能量密度都是平均的，为了决绝续航问题，很多车企把思路瞄准了固态电池上。
　　固态电池是指使用固体电解质替代传统锂离子电池的电解液及隔膜。固态电池可分为半固态电池和全固态电池两种，锂离子电池的电芯包括正负极、电解质、隔膜等，半固态电池提高能量密度走的是电解质提升技术路线，电解质材料的演进正从电解液向半固态电解质、准固态电解质、全固态电解质发展，研究过程中有了半固态电池、全固态电池的称呼。其中全固态电池由于技术门槛更高，多数企业选择先发展半固态电池进行过渡。
　　这种半固态以及固态电池特点就是融入了固态电解质，来替代已有的电解液隔膜的电池构成。电池所需的材料里，正负极材料会发生想要的转变，可能会减少对电解液、隔膜的需要，甚至到最后可能这两种材料被完全替代。但是固态电池的演进路线很长，可能先电解液，再负极，最后正极的路线来展开。
　　半固态最可能先落地
　　在行业里，全球汽车巨头产业都在投资研发这一领域，像赣锋锂电的三元固液混合电池算是研发的第一代固态电池，这种电池属于半固态电池，即部分材料依然延续液态锂电池的配方，电池能量密度可达260Whkg。
　　为什么是半固态电池，半固态电池由于高安全性、长寿命与良好的经济性，成为液态电池向全固态电池过渡的路线。
　　像去年蔚来发布ET7、东风发布E70、岚图发布追风等搭载半固态电池的车型，上汽智己、广汽埃安、高合等也都在积极与固态电池生产商合作，共同推进半固态电池的上车进程。宁德时代、中创新航、蜂巢能源、国轩高科、孚能科技、清陶能源等均有相关产品，会在今年年批量交付。
　　比如前两年，卫蓝新能源开发了混合固液电解质动力电池，并将在蔚来ET7车型上量产应用，单次充电1000km，电池包电量达到150kWh，单体能量密度达到360Whkg。可蔚来的半固态电池没有及时产出，而是岚图追光开始了半固态电池量产装车。其搭载的半固态8系三元锂电池拥有82kWh的容量，CLTC工况续航里程为580km，在续航方面也不错。同时，因为固态电池的储能物质较一般液态锂电池承受电压的能力更好，所以，该半固态电池可以进行高压快充，峰值充电功率做到了230kW，理论上充电10分钟可恢复230km的续航里程。
　　东风汽车与赣锋锂电的半固态电池的商用化也有了进展，东风赣锋高比能固态电池E70示范运营车交付，该车已在工信部获批《免征车辆购置税的新能源汽车车型》（第五十一批）。有50辆搭载固态电池的东风风神E70在全国4省8地开展示范运营，示范运营里程至今已达35万公里。如今东风正在研发第二代固态电池，其续航可达1000km以上。
　　中创新航也一直在做固态电池的研发，首先是贫液化，然后是半固态，最后到固态。在能量密度上，贫液化将达到400Whkg，半固态将达到450Whkg，准固态将将达到500Whkg，但目前应该仍没量产。
　　也有做全固态电池的厂商，全固态电池不含电解液，安全性较高。像德尔股份，其在全固态电池开发方面坚持采用高安全性的氧化物电解质技术路线，目前已经取得阶段性成果，目前已进入测试及量产准备阶段。
　　丰田、本田、日产三家车企都已经发布了2030年量产全固态电池汽车的计划。像日产汽车认为自己的固态电池成本降低了很多，也在续航问题上有了相关解决办法，充电速度也快了很多。现在很多新能源汽车都做到了支持快充，有些汽车可能三十分钟就可以冲进大部分的电量。
　　丰田汽车也公布其在实验室里已经开发出了全新固态电池，续航能力更是让新能源汽车直接突破1000km的天花板，而且15分钟可以完全充满电。
　　韩国的LG新能源则有着更大的野心，其宣布将在2025年至2027年间实现全固态电池的商业化。全固态电池不含电解液，安全性较高，时间上来看，全固态电池技术更难，量产进度更慢一些。
　　但是国轩高科、蜂巢能源等是半固态电池和固态电池都做。去年国轩高科在其第十一届科技大会上发布了一款半固态电池，该款电芯能量密度达到360Whkg，将在年底量产上车。
　　目前国轩高科400Whkg的半固态电池已有原型样品。厂商都在抢技术、抢量产
　　无论是半固态电池还是全固态电池，已经发展了的很多年，发展到现在的结果也不是很多，基于对动力电池高能量密度与安全性的考量，目前影响和制约这两种电池的技术有很多，一个是材料上，如何利用物理与化学等基础原材料的壁垒突破，进一步提升能力密度，延长电池寿命，缩短充电时间。
　　这个环节上缺少高效的电解质材料体系，作为固态电池的核心材料，在固体锂离子导体的单一指标上已有所突破，但综合性能还不能满足大规模量产。固态电池采用的固态电解质普遍存在性能上的不足。比如半固态电池仍需隔膜、电解液，此外增加了固态电解质涂层、原位固态化锂盐等材料，像锂镧锆氧（LLZO）、磷酸钛铝锂（LATP）、硫化物固态电解质、新型锂盐等增量材料供应链。
　　虽然材料上，当升科技、容百科技、恩捷股份、天赐材料、江苏国泰、杉杉股份、格林美等材料企业都在加快相关材料研发生产。山东章鼓增资的喀什安德已经完成半固态、固态电解质膜前期验证性开发；翔丰华在固态电池的新型硅碳负极材料领域已展开布局。还有就是，固态电池的正极材料需要用到二氧化锆作为添加剂，来提高电池循环寿命、提高能量密度。所以固态电池量产会对二氧化锆的需求产生刺激作用，前一阵东方锆业、三祥新材都在大涨。
　　但也有其他问题，比如固固界面的问题，从物理角度来看，粉体颗粒在电池充放电循环中会发生体积变大或变小，由于不含有液体，因此颗粒与颗粒之间、层与层之间容易产生缝隙，带来接触不良，影响离子和电子的传输，电池内阻就会增加，在在充放电过程中电解质体积的变化容易破坏界面的稳定。从化学角度来看，如果硫化物电解质材料选型不好，硫化物电解质容易与正负极材料、导电剂、粘接剂材料发生化学反应，因此在电化学环境下，就会在界面上产生锂离子电导率比较低的反应产物，导致电池内阻增大，电池倍率性能降低。
　　对固态电池的研究，解决了这些材料和界面的不足，才能开展系统的工艺研究，到最终的规模性生产。
　　像清陶能源就是做材料的，建成了国内半固态锂电池生产线。第一代半固态电池，液体含量在515，能量密度最大到420Whkg。第二代产品正在小试阶段，液体含量降至5以下，能量密度达到400Whkg500Whkg，成本相比液态锂电池减少20，时间上来看可能在2024年量产。
　　另一个是从工程技术上入手，如何减轻整车质量，提升电池的低温性能，让电池管理系统更加智能化，但是这种路线基本都是基于现有的电池技术，那么未来如何利用工程手段的技术提升来实现续航与安全性的提升，都是要面临的问题。
　　尤其是全固态电池还是在试制品研发的进展，如果研发进展的快，成功得快，那么会体现在快速充电上。我们可以想象一下，若是加油站可以实现电动汽车像内燃机车加油一样快速充电，也会帮助保障行驶里程。从上述技术问题上来看，一些关键材料以及技术外，还和各个企业掌握的核心技术有关。即便是丰田日产都说可以量产，但是丰田也没有公布配备全固态电池的电动汽车放在了哪些工厂、哪些车型上。所以进度上，全固态电池还是比较慢。
　　当然，尽管固态电池的技术优势很明显，但我们最关心的还是量产。在产业化方面，还存在全固态电池产业链需要大规模重构和新设备开发、生产环境要求严苛、关键材料昂贵等问题。
　　无论是对半固态电池来说，还是全固态电池，现在都要解决的固态电解质的技术问题，新材料问题也需要解决，材料问题可能需要技术储备长期积累。这应该也是一个循序渐进的过程，急不得，也急不来。
　　吕长顺（凯恩斯）证书编号：A0150619070003。【以上内容仅代表个人观点，不构成买卖依据，股市有风险，投资需谨慎】