上一期中我介绍了2026年固态电池领域中半固态技术的发展的情况,这一期就大概分享一下另一个重要的分支,全固态电池技术目前的技术发展进展和工业化的情况。

之前的行业报告,期望27年产业化
全固态电池,首先从定义上可以简单认为为电解质完全不用传统液态体系,使用固态电解质达成电导的电池体系。目前这个体系一般实际指的更多是硫化物(甚至最新开发的卤化物),而氧化物和聚合物(基)体系里面到底有多少液体,可不可以尽可能少的液体,其实一直是一个有点模糊的问题。那在前一阵的国标/团标征求意见稿中,就有了定义失重率0.5%以下(真空烘烤后失重)才算全固态的讨论。

总之,保证全固态是真的全固态,对于行业来说是一个正本清源的重要问题——毕竟上面是真金白银投了不少支持资源给全固态方向的——不管是法规考虑(半固态基本就顺用传统体系了),还是研发项目(一直在传的几十亿的支持项目),还是示范装车(后面会说),可以说都是大家关注的焦点。相比之下半固态更像是一个传统体系改良+升级思路的产物,我们做全固态肯定是期望更大的颠覆的。而且很多企业目前还是或多或少的在打概念擦边球,自己都不把东西说明白,四处都在建“XX固态电池项目”,这对于净化行业生态和规范行业发展是不利的,还是建议监管能更严格一些。



但是,更大的颠覆也意味着更大的挑战。在各种支持和期望达成目标的作用下,国内全固态技术这几年进步可以说是很快了。这两年从石墨/硅负极开始,第一波的样品已经逐渐做出,虽然电芯的能力密度范围实际有些宽,有些可能也就200Wh/kg+(这其实也与欧阳老师会上介绍的一些KPI相近,毕竟用的电解质更厚更重了,负极还没上去,能量密度是不可能向上走的)。
这两年整体产业链进步还是比较大的,不管是这次CIBF上看见的越来越多的硫化物电解质供应(比如以上几家,能供电解质的企业/产品比以前可是多了不少),还是电芯成品方面(开始展示样品的企业也比去年明显多了起来,如下举例:国联,国轩,金龙羽)都是如此。



不过你如果仔细看看这几家的进度,结合一下业内的一些声音,不难发现一些问题,就是:进步的确有,现在都有这么多几十Ah的电芯了,看起来似乎已经快到车规级要求了,但是技术的成熟度真的这么乐观么?
比如国联的样品,就老实标注着问题:工作温度45~60℃(实在做事,点赞),而且能量密度也不是太高。而国轩的样品就更有意思了,直接是性能指标全不说(图片上无信息),让你自己猜。
那正好在这里就说说我观察到&理解的全固态电池技术工业化&实用化方面,目前遇见的主要挑战,总结自行业观察和业内的一些调研。
工作温度高——实际上不只是国内企业,国际一些企业的这个电池也在挣扎着努力降低工作温度。如果这个东西连室温工作都做不了,那北方是只有夏天才能用,这样的技术实际上是没有推广的可能性的,就更不用说高内阻带来的拉跨能耗以及对于所有功率应用的影响/完全做不了快充的挑战了。很好奇大家目前这个困难解决得如何了。
材料成本高——主要说的就是硫化锂,以及用硫化锂制备的各种电解质的价格(比如锂磷硫氯等)。最近国轩的发布会,他们明确表示要把硫化物的价格做下去,弄到50W/吨,这样可以保证电芯成品成本压到1元/Wh——这样也许才能让全固态电池技术的市场实用化能变得有可能。这意味着什么?意味着现在的硫化锂价格大概率还是100万以上,导致实际上做出的电芯的单位Wh价格跟传统体系根本没得比。


生产挑战大——从今年的几次固态会&展会看,各家设备企业各显神通,把干法+等静压等重要工序都已经做出了一套设备工艺体系了,而且在各种会议中 特别慷慨地介绍技术细节,比一大堆电芯企业真是高到不知道哪里去了。目前看这些设备,中试的成熟度是肯定有的,说是准量产线似乎也可以(只要材料体系真的全都彻底OK不用再大改了的话),能以一定批量造电芯应该也没什么大问题。但是你如果仔细看看,就会发现:干法能不能把电解质/比如负极做薄?大的成型压力对于各设备的节拍、良率以及成本是如何影响的?以及,用上这一套新设备,最终生产电芯的成本大概如何计算?现在初步示范当然可以不优先考虑成本,但是如果你的目标真是星辰大海,把生产工艺这套东西扒得更深是必须的。

至于其它的问题,像是工作压力大(全固态体系生产时要高压工作时也要,哪怕降到了MPa级,这对于机械结构的要求比起传统体系要高的不是一点半点,这会带来成本、重量、可靠性的一系列问题。),循环不好(界面,温度,内阻,工作压力都是问题,循环不好很正常),安全不好(不少对于硫化物体系的热安全评估的工作了,老实说不是太明白为什么有些很显性的问题,比如遇水后的反应,被很大程度的避开不谈了),都也是老问题了,就没有必要挨个展开说了。
其实以上几点都是在最近这一年,甚至半年中看到的最新情况(或者说有些问题其实一直都在)。老实说,像最近设备工艺的进展,以及有了更多样品的出炉已经算是很明显的行业的进步了,但是针对以上的所有核心问题,似乎我们目前并未看见一些从更低层逻辑的根本解决方案——目前的方案都是点对点的应对型的:有什么问题,我相应的做一个优化和解决(比如制备需要压力,就用等静压),但是有多从根本上解决实用化的根本问题,目前看起来感觉还是“挑战比较大”。
而且目前,跟各家电芯企业,你如果去和他们交流,他们基本对于送出电芯测试的态度都不会太积极。而且他们多少会表达出感觉,就是“现在这玩意还是不咋靠谱,急着实用化可不容易”。以及更有意思的一点是,基本各家愿意交流和透露的信息都很有限,有限到了我虽然背着上下游对接的NDA,但是我发现基本能知道的和NDA也没啥大关系,因为能打听来的相当于只有些轮廓信息,而这些信息其实通过公开/朋友/业内途径都可以获得或者猜个7788(或者说干货反而需要通过这种水下的信息途径才能更好获得),这可是在电池技术其它各方向中不太常见的情景。

所以,如果基于以上的信息,你再审视一下目前各家车企全固态电车装车的新闻,你会不会有一些新的理解?但不管怎样,装一辆车肯定是进步,但是如果是特别雄心勃勃的要明年搞一个车队,恐怕好像不太容易。

年初关于固态电池的某国外报告
更进一步,如果你再回顾一下年初时那篇介绍咱们全固态电池技术进展情况的国外报告,仔细看看,其实它说的问题也基本就是我在上面介绍的一些情况:中试线已经建成,样品性能的挑战各维度挑战不小,集中导向的推进。但是说句实话,这也很正常:本来前瞻技术的推进就不可能是完全自由市场+实在宣传行为——你要不要看看AI,SPACE X炒作都是什么样子?勾勒愿景,展望未来,有时该想就是要想甚至敢吹,在蓝星上这个头该带就是要带。所以说,其实也都可以理解:中国现在有研发有产业链有工业化能力,我们不搞,难道放给那帮快不会建产线的虫豸来做吗?
所以该做做,该期望期望,以及咱们的节能与新能源汽车技术路线图中对于全固态电池的量产的预期,其实是一个更为理性合理的期望——有些技术还是要再不断完善和改进的,先从小规模示范开始做吧,一步一个脚印的来。

当然,也存在一种理论上的可能,就是有些企业的保密工作做的特别好,到时准备直接玩个大的(尤其是某车企,但是是不是真的能明年就搞出个几千辆的车队满街跑,我实在是觉得好像挑战有点大的样子)。
最后仍然是那句话,我特别期待我对一些前沿技术的认知能被打脸,如果有那一天,就真的证明我们的技术又进步了。总之,道阻且长,希望中国的全固态电池技术和产业越来越好。