應用密集落地　固態(tài)電池未來依舊朦朧

王東岳

近期，固態(tài)電池研發(fā)取得顯著進展，引發(fā)市場的廣泛關注。4月9日，上汽集團宣布，即將上市的智己L6將率先搭載行業(yè)首個量產(chǎn)上車的“超快充固態(tài)電池”，引領新能源汽車進入“固態(tài)電池時代”。當日，固態(tài)電池板塊全面爆發(fā)，板塊單日上漲超過5%。

4月17日，固態(tài)電池概念再度受到“熱捧”，板塊單日上漲6.53%，117只概念股上漲113只，僅有4只個股出現(xiàn)下跌。相較于當下主流的液態(tài)鋰電池，固態(tài)電池因在能量密度和安全性方面的比較優(yōu)勢，被認為是最具潛力的下一代電池技術之一。

此前，由于全固態(tài)電池技術尚不成熟，業(yè)界普遍認為商業(yè)化應用的時間節(jié)點遠在2030年。伴隨半固態(tài)電池應用規(guī)模擴大，有分析認為，或?qū)⒓铀傧蛉虘B(tài)電池進化過程。但也有觀點認為，目前，全固態(tài)電池在耐久性及安全性仍有核心技術尚未突破，且生產(chǎn)成本依舊高昂，量產(chǎn)商用仍存難點。

技術應用持續(xù)落地

4月初以來，各大車企、電池廠商紛紛官宣固態(tài)電池技術密集落地，固態(tài)電池概念板塊持續(xù)活躍。

4月10日，中國科學院青島生物能源與過程研究所發(fā)布消息稱，該研究所先進儲能材料與技術研究組在硫化物電解質(zhì)研究取得新進展，解決了硫化物全固態(tài)電池疊層工藝的行業(yè)痛點及瓶頸問題，打通了硫化物全固態(tài)電池的大型車載電池制作工藝的最后一道難關，在硫化物軟包電池疊片技術上取得關鍵性突破。

4月12日，廣汽集團正式推出全固態(tài)電池。據(jù)介紹，廣汽集團本次推出的固態(tài)電池采用了100%固態(tài)電解質(zhì)，標志公司固態(tài)電池已經(jīng)完成實驗室階段，目前已經(jīng)進入量產(chǎn)應用研究階段。

廣汽集團表示，通過采用第三代海綿硅負極和高面容量固態(tài)正極技術，昊鉑全固態(tài)電池能量密度達到了400Wh/kg以上，相比當前的鋰離子電池，體積能量密度提升52%，質(zhì)量能量密度提升50%，可輕松實現(xiàn)1000km以上的續(xù)航。同時，廣汽集團還表示，其目前已經(jīng)完成了30Ah大容量全固態(tài)電芯，預計將于2026年運用到昊鉑車型上。

經(jīng)過多年發(fā)展，液態(tài)鋰離子電池已成為當下動力電池主流技術路線。但隨著電動車滲透率不斷提升，近年來，消費者對電池安全性和續(xù)航里程的要求越來越高。液態(tài)電解質(zhì)中有機溶劑的易燃性和高腐蝕性引發(fā)人們對電池安全性的焦慮；同時，液態(tài)電池能量密度觸及天花板也帶來對續(xù)航里程的焦慮。

消費者的更高需求成為動力電池產(chǎn)業(yè)擺脫成本導向，探索新技術、尋求安全與性能的突破的新驅(qū)動力。

相較傳統(tǒng)液態(tài)電池，固態(tài)電池以固態(tài)電解質(zhì)取代了液態(tài)電池中的液態(tài)電解質(zhì)和隔膜，杜絕了易燃漏液的安全隱患，同時顯著提升了電池能量密度，成為學術界、產(chǎn)業(yè)界的重點研究方向。其在能量密度和安全性方面的比較優(yōu)勢，使其成為最具潛力的下一代電池技術之一。

東方證券認為，隨著裝車車型增多，半固態(tài)電池應用規(guī)模擴大，經(jīng)濟性有望提升，帶動產(chǎn)業(yè)鏈同步發(fā)展，或?qū)⒓铀傧蛉虘B(tài)電池最終形態(tài)的進化過程。

產(chǎn)業(yè)鏈結構生變

東方證券在研究報告中指出，當前國內(nèi)外涉足固態(tài)電池的企業(yè)較多，車企、研發(fā)機構、包含眾多初創(chuàng)企業(yè)在內(nèi)的電池企業(yè)及中游材料企業(yè)均投入新技術研發(fā)布局。工藝技術的創(chuàng)新和材料體系的變化，為全產(chǎn)業(yè)鏈帶來新的機會。

相比液態(tài)電池，（半）固態(tài)電池減少液態(tài)電解質(zhì)的用量，增加氧化物和聚合物的復合電解質(zhì)，其中氧化物主要以隔膜涂覆和正負極包覆形式添加，聚合物以框架網(wǎng)絡形式填充。

因此，長期來看，（半）固態(tài)電池正負極材料有向高性能方向迭代趨勢，鋰金屬負極和鎳錳酸鋰、富鋰錳基等新型正極材料需求均有望增長，隔膜附加值亦有望提升。

根據(jù)中信證券研報測算，每GW半固態(tài)電池大概需要1800噸的NCM正極以及650噸的碳硅負極，分別占半固態(tài)電池成本的43.5％和12.4％。

同時，與傳統(tǒng)的液態(tài)相比，半固態(tài)電池在導電劑使用上將有大幅提升。

根據(jù)GGII（高工鋰電）測算，液態(tài)電池碳納米管導電劑用量約為20-30噸，半固態(tài)電池碳納米管導電劑的使用量則為70-120噸，較此前提升3-6倍。

作為固態(tài)電池的關鍵組分，固態(tài)電解質(zhì)成為供應鏈核心增量。與之相對，固態(tài)電池對傳統(tǒng)液態(tài)電池的電解液部分需求將有所下降。

根據(jù)GGII測算，半固態(tài)電池的電解液用量約為液態(tài)鋰電池的一半。

中信證券預計，每GWh半固態(tài)電池的電解液用量約為500噸，占半固態(tài)電池成本的1.9%；相比之下，固態(tài)電解質(zhì)（LLZO）作為替代品用量將上升至100噸，約占半固態(tài)電池成本的5.1%。

技術難點猶存 生產(chǎn)成本尚高

4月17日，固態(tài)電池概念再度走強，板塊單日上漲6.53%，117只概念股上漲113只，僅有4只個股出現(xiàn)下跌。

盡管固態(tài)電池受到“熱捧”，但在不少業(yè)內(nèi)人士看來，目前固態(tài)電池仍有難點需要解決。

根據(jù)液態(tài)電解質(zhì)在電池中的質(zhì)量百分比含量，可將鋰電池分為液態(tài)電池、半固態(tài)電池、準固態(tài)電池和全固態(tài)電池，其中半固態(tài)、準固態(tài)和全固態(tài)３種統(tǒng)稱為固態(tài)電池。

此前，國內(nèi)企業(yè)多以半固態(tài)方案作為過渡的中間路線，率先實現(xiàn)裝車應用進入產(chǎn)業(yè)化階段。因此，嚴格來講，國內(nèi)企業(yè)大多數(shù)產(chǎn)品仍為“半固態(tài)電池”。

盡管固態(tài)電池受到“熱捧”，但在不少業(yè)內(nèi)人士看來，目前固態(tài)電池仍有難點需要解決。

而全固態(tài)電池由于技術尚不成熟、成本依舊高昂，業(yè)界普遍認為商業(yè)化應用的時間節(jié)點遠在2030年。例如，寧德時代董事長曾毓群就在近期業(yè)績解讀會上指出，“固態(tài)電池在技術層面上仍需克服固態(tài)離子擴散的基礎科學問題，商品化的道路仍然漫長。”在此前接受媒體采訪中，他也曾表示，“電動汽車固態(tài)電池存在諸多困難，且成本對比液態(tài)電池并不具備優(yōu)勢，其商業(yè)化推廣還有數(shù)年時間。”

分析來看，除核心技術有待突破外，成本是制約固態(tài)電池商業(yè)化的核心因素。東方證券指出，固態(tài)電池體系通常選用高性能正負極材料，材料本身尚未真正實現(xiàn)規(guī)模化商用，價格高于傳統(tǒng)電極材料；而核心材料固態(tài)電解質(zhì)技術路線尚不明確，生產(chǎn)過程更為復雜，部分涉及高價稀有金屬，原材料成本遠高于液態(tài)電池。在制造方面，量產(chǎn)工藝開發(fā)更滯后于材料體系，部分電解質(zhì)體系對于生產(chǎn)環(huán)境要求嚴苛，進一步抬高制造成本。

根據(jù)東方證券測算，目前，液態(tài)鋰電池使用石墨負極和硅碳負極的電池材料成本分別為93.2美元/KWh和83.2美元/KWh；對比之下，固態(tài)電池石墨負極（SLIB）的電池材料成本為137.9美元/KWh，分別高出液態(tài)鋰電池石墨負極47.96%和硅碳負極67.75%。在疊加生產(chǎn)成本后，固態(tài)電池總成本約為158.8美元/KWh，高出石墨負極液態(tài)鋰電池33.78%，高出硅碳負極液態(tài)鋰電池48.13%。

同時，相關上市公司也對全固態(tài)電池應用表現(xiàn)出謹慎態(tài)度。如固態(tài)電池概念年內(nèi)漲幅最高的三祥新材就在近期發(fā)布公告稱，公司固態(tài)電池領域業(yè)務收入占公司主營收入比例較小，預計占比不足1%，對公司短期業(yè)績影響有限。敬請廣大投資者謹慎決策。

捷邦科技也表示，“公司根據(jù)客戶需求定制開發(fā)的應用于固態(tài)電池的碳納米管產(chǎn)品仍處于實驗室制備階段，尚未貢獻收入。在效果預期方面，存在效果不達預期或研發(fā)失敗的風險，后續(xù)能否獲得客戶認可具有不確定性，未來產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和對公司業(yè)績的影響存在不確定性。”