固態電池：或在eVTOL等新場景大展拳腳

近期，受一系列消息的影響，固態電池在產業界和資本市場再次受到關注。固態電池因其具備更高的能量密度和安全性，被資本市場和業界寄予厚望，但我們也要認識到，固態電池技術目前正處于發展初期，面臨材料、界面接觸和生產制造等挑戰，當前股市相關概念的熱捧還屬于主題炒作階段。

另外，當前主流的三元鋰及磷酸鐵鋰技術在電動汽車及儲能的應用場景下，雖然能量密度、安全性等難言完美，但也可稱合格，不然普及不會這么快，而這兩類成熟鋰電池技術當前已具有龐大的產能，重置成本巨大，因此，對于固態電池來說，在新場景、新應用發揮其優勢或許是加速其大規模產業化落地的一個方向，例如目前大力支持發展的eVTOL等。

產業利好消息不斷

消息面上，近期，固態電池產業利好消息不斷，多家產業鏈企業相繼披露了相關領域的最新進展。

華為于11月15日公開了一種創新的硅基負極材料專利，名為《硅基負極材料及其制備方法、電池和終端》。這項專利不僅解決了因膨脹效應過大導致的循環性能低下問題，還顯著提升了負極材料的穩定性，標志著華為在科技創新領域的又一重要突破。

據伊維經濟研究院的數據顯示，美國QuantumScape和衛藍新能源預計在2025年至2026年間實現固態電池的量產。清陶、比亞迪以及寧德時代則計劃于2027年進入量產階段，而日本松下和豐田的量產時間則安排在2028年或更晚。隨著固態電池技術的進步，各企業的量產時間表正在逐步提前。

11月13日，億航智能公司宣布其與欣界能源及合肥國際先進技術推進中心低空經濟電池能源研究所合作研發的高能量密度固態電池技術取得顯著進展。搭載此電池的EH216-S飛行器成功完成了持續48分10秒的不間斷飛行測試，這一成就標志著全球首次使用固態電池驅動的eVTOL（電動垂直起降飛行器）完成飛行驗證。

11月7日，太藍新能源、長安汽車聯合發布無隔膜固態電池技術，實現極片復合固態電解質層隔膜功能替代，離子電導率大于1.5mS/cm。按照規劃，無隔膜全固態電池將于2025年實現原型驗證體系開發；2026年小批量生產持續驗證；2027年批量生產、示范應用。

此外，廣汽集團于11月8日在互動平臺表示，公司已初步打通全固態電池全流程制造工藝，預計于2026年裝車，搭載于昊鉑車型。

還有報道稱，寧德時代在今年增加了對全固態電池的研發投入，已將全固態電池研發團隊擴充至超1000人。寧德時代目前主攻硫化物路線，在近期已進入20Ah樣品試制階段。

解決安全、壽命、能量密度不可能三角

固態電池并不是近期才出現的概念，實際上近些年業界常說的全固態電池、半固態電池都是固態電池的分類。

固態電池之所以備受關注，是因為其作為一種新型電池技術，它具有更高的能量密度、長循環壽命和安全性，尤其是對比當前主流的三元鋰及磷酸鐵鋰技術（包括演變出來的圓柱、刀片、疊片等各種結構技術），全固態電池似乎是解決安全性、壽命、能量密度這個不可能三角的完美答案。

回顧這些年的鋰電產業，我們可以看到產能數量級的提升，甚至到了階段性過剩的局面，也看到各家電池廠、整車廠眼花繚亂的各種技術名詞，但歸根結底，都可以歸類為三元鋰及磷酸鐵鋰兩種材料分類，而如果從結構形態劃分，則主要是方形、圓柱和軟包等，其它形態也大體上是在這些形態上的演變。

這主要是因為，三元鋰也好，磷酸鐵鋰也好，鋰電池中的液態電解質中的有機溶劑具有高腐蝕性、易燃、抗氧化性較差等特點，尤其是無法應對鋰枝晶等問題，導致液態鋰電池在安全性和能量密度上進一步突破面臨天花板。

固態電池則不同，從材料劃分看，該技術路線主要分為氧化物、硫化物、聚合物三種類型。全固態電池采用固態電解質，半固態電池采用較少的液態電解質，直戳三元鋰、磷酸鐵鋰的痛點，甚至還可以規避隔膜的使用，進而可以大幅提升安全性、能量密度、循環次數和低溫性能等特性。

根據億歐智庫的報告，聚合物電解質對負極界面相容性好，剪切模量低，但是離子電導率較低、循環壽命較短，目前更多是與其它材料復合提升導電率和循環壽命；氧化物電解質電化學窗口寬，具有高熱穩定性和高空氣穩定性，但是柔韌性差；硫化物電解質具有高導電率，高熱穩定性，但對水分敏感。

從成本角度看，硫化物路線由于采用了高價原材料因而材料成本比另外兩種高，其導電率和能量密度也相對較高；聚合物符合電解質路線的制備過程涉及復雜的合成步驟和驚喜的加工技術，其制造成本相比另外兩種高；氧化物路線則屬于材料成本和制造成本都居中的位置。綜合來看，硫化物路線性能好、成本高，煙花五路線和聚合物符合路線性價比較好，億歐智庫認為，隨著技術進步和規模化生產實現，全固態電池的整體成本將逐步降低。（見圖）

eVTOL等新場景或才是它的舞臺

不過，固態電池雖好，但并不僅僅只是上述安全性、能量密度、壽命的考量，還需要同時兼顧成本等因素，不僅鋰電技術如此，所有新技術都一樣，舉個大家可能更靠近生活的例子，OLED電視雖好，但滲透率仍小，只能在小眾的高端和超高端市場占據一點份額，而唱衰液晶電視（LCD TV）聲音早已不稀奇，但現實卻是后者仍是市場主流，一個重要的因素便是OLED面板成本高昂導致前者價格難以持續下降，而液晶電視仍可以在Mini LED的背光技術加持下改善畫質、對比度等觀看體驗。

當前主流的三元鋰及磷酸鐵鋰技術在電動汽車及儲能的應用場景下，雖然能量密度、安全性等難言完美，但也可稱合格，不然普及率不會這么快，而這兩類成熟鋰電池技術當前已具有龐大的產能，重置成本巨大，如果沒有降維打擊的成本優勢，固態電池恐怕難以在這兩個領域大展拳腳。

但是，像當前政策鼓勵支持的eV?TOL、電動機器人等領域，或許是推動固態電池走向大規模產業化的關鍵。有業內人士表示，預計至2025年，全球各類固態電池市場空間或達到幾十GWh至上百GWh、千億元規模。東方證券發布研報稱，全固態電池早期有望率先應用于消費電子、航空航天和高端電動車市場，到2030年在動力電池和消費電子電池中的滲透率分別達到2%和10%。

圖：典型全固態電池性能和成本估算