2024年11月，中国汽车市场迎来了令人瞩目的销量新高，尤其是在新能源汽车领域，持续高速增长的趋势让人振奋。据乘联会数据显示，11月1-24日，新能源车市场零售86.7万辆，同比去年11月同期增长68%，较上月同期增长7%。这样的高增速也与今年以来车企不断改进提升新能源汽车的续航里程颇有关系。
然而，车企的“续航”似乎偏了航向——原本应聚焦解决纯电动车型续航技术问题，但车企们却“偷懒”做起了更易快速解决当下续航问题的插混和增程车型。据乘联会统计，在2023年全年新能源汽车批发销量结构中，纯电动车型占比69%，插混和增程车型的份额之和不足纯电动车型的一半。而到2024年9月，新能源汽车批发销量结构中，纯电动车型占比下降到了59%，增混车型与纯电动车型之间的差距正在快速缩小，而且这一趋势还在持续。
这意味着，纯电新能源汽车必须有进一步的技术突破，才能扭转“颓势”。那么作为纯电车型提升续航核心技术点的固态电池会是其“良药”吗？
固态之难
良药苦口，但更难“求”。
近年来，随着电动汽车、储能系统等领域的快速发展，固态电池技术受到了广泛关注。相较于传统液态锂电池，固态电池在安全性和能量密度有着天然的优势。此外，固态电池还具有更长的循环寿命和更快的充电速度等优点。也因此，全球新能源产业链企业早早就开始布局固态电池的研发与量产。
根据Data Bridge市场研究公司的数据，到2029年，全球固态电池市场预计将达到8.698亿美元。在2022年至2029年的预测期内，市场预计将以34.2%的复合年增长率增长。这一增长趋势预示着固态电池将在未来的能源市场中占据重要地位。
固态电池技术的研究始于20世纪60年代，但直到近年来才取得显著进展。早期的固态电池研究主要集中在无机固态电解质材料上，如锂镧锆氧（LLZO）等。然而，这些材料在导电性、稳定性和加工性等方面存在诸多挑战，限制了固态电池的商业化应用。
近年来，随着新型电解质材料的开发和电池结构的优化，固态电池技术取得了突破性进展。
例如，宁德时代在2022年发布了第一代半固态电池，能量密度达到300 Wh/kg，并在2024年开始试产全固态电池。比亚迪通过引入凝胶态电解质，提高了电池的安全性和能量密度。在国际上，日本丰田、松下和韩国三星SDI等企业也在积极推进半固态电池的研发。丰田计划在2025年前实现半固态电池的量产，松下则通过与特斯拉的合作，致力于开发高能量密度的半固态电池。
然而纵使在被称为“固态电池元年”的2024，固态电池技术依旧面临着诸多挑战：首先，在电解质材料方面，目前尚缺乏一种既具有高导电性又具有良好稳定性的固态电解质材料；其次，在电池制造工艺方面，固态电池的生产工艺与传统液态锂电池存在较大差异，需要开发新的制造设备和工艺；此外，固态电池的成本也是制约其商业化应用的重要因素之一。
由此来看，电解质材料的开发，是固态电池最大的“桎梏”。
固态电解质大战
传统液态锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键要素组成，固态电池则用固态电解质替换传统液态锂电池中的液态电解液和隔膜，并使用全新的正负极材料。
据了解，根据电解质材料的不同，全固态电池可分为聚合物、氧化物、硫化物三大技术路线，此外还有卤化物等其他路径——聚合物电解质制备简单、成本低、柔韧性好、加工性强，欧美企业多偏向这条技术路线；硫化物电解质的电导率高，加工性好，日韩企业以及部分中国企业多选择该条技术路线；氧化物电解质电导率较高，部分中国企业选择押注这项材料。
但在业内，目前还没有较为统一的路径选择，也因此，固态电解质的技术研发与产业化成为了全球产业链中各企业的“赛马场”。
在技术研发方面，日本仍是全球固态电池领域专利申请最多的国家，占全球专利申请量的比例近40%。但近年来，国内企业不断加强研发投入，正逐渐缩小与全球竞争企业的技术差距。据国家知识产权局2024年发布的信息显示，中国在全球固态电池关键技术专利申请总量中占据了36.7%，近五年年均增速20.8%，位居全球第一。
其中，宁德时代及其子公司在全球范围内共申请了超过700项与固态电池相关的专利，这些专利涵盖了多种固态电解质的制备方法、材料组成以及电池结构设计等方面。
恩捷股份披露投资者关系活动记录表显示，通过工艺创新、设备改进和材料设计等方式搭建自由专利池，恩捷股份已申请三十多项相关专利，也和高校合作进一步强化专利布局，形成专利优势。
在产业化方面，相比于日韩、欧美全力研发全固态，我国企业选择“小步快跑”的方式，先让半固态电池上车，同步研发全固态电解质，然后过渡到全固态电池装车。目前，蔚来ET7、上汽智己L6、东风E70、东风岚图追光、赛力斯SERES5等车型已经实现了半固态电池的装车。
同时，在全固态电解质研发方面，已有企业取得实质成果。
11月14日，恩捷股份线上召开固态电解质技术交流会。会议上，恩捷股份表示2021年开始布局硫化物电解质材料领域，成立控股子公司湖南恩捷与中南大学技术团队展开合作，开发硫化物电解质的核心材料。在硫化锂的研发进展上，恩捷已确定低成本、大规模、高安全制备高纯硫化锂的工艺路线，建成中试百吨级产线。在硫化物固态电解质的研发进展上，恩捷已跨过实验室公斤级的生产规模，纯度和电导率能够满足国内外头部电池企业的性能指标，为满足客户的需求，在搭建10吨级的硫化物固态电解质的生产线。
商业化可能性
“目前，固态电池量产面临的主要挑战包括提高能量密度、降低成本、确保长期循环稳定性以及解决大规模生产工艺中的安全问题。”盘古智库高级研究员余丰慧曾对媒体表示。
然而，已经有产业链企业在研发的同时，控制成本问题了。例如，恩捷股份在披露的接待调研公告称，企业降本的路径较多，主要有：在控制原材料成本方面，恩捷和上游原材料厂商形成深入合作；在工艺升级方面，硫化锂中试产线在试生产，工艺上还有优化空间，如温度调控、烧结时长、颗粒度大小调整等；在设备方面，恩捷和设备供应商深入合作，开发自动化程度更高、更智能的设备。
即便商业化困难重重，不可否认的是，“全固态”已经是新能源领域明确的目标方向了。近年来，国家积极鼓励固态电池研发。今年6月，工信部发布的《2024年汽车标准化工作要点》明确提出，围绕固态电池、电动汽车换电、车用人工智能等新领域，前瞻研究相应标准子体系，支撑新技术、新业态、新模式创新发展。
在政策扶持与指引下，固态电池的商业化进程也在不断推进。根据中国汽车动力电池产业创新联盟，2024年1-6月，半固态电池装车量达2.2GWh，已初具规模。在应用方面，固态电池在高端长续航车型、e-VTOL等方向有明确应用场景。在国家专项补贴推动下，宁德时代也积极推动固态电池产业化，有望于2027年量产。
或许，固态电池不是纯电新能源汽车提升销量的“特效药”，但对我国新能源汽车产业未来发展而言，它是需要群策群研的“必备药”。
