装车潮迫近，半固态电池今年有效解决电动车难题？

随着1月1日延续13年的"国补"正式落幕，新能源汽车开始走向与燃油车正面较量的局面。

而面对资历深厚的燃油车，因仍存在续航和安全等问题，被消费者戏称为"电动爹"的电动汽车，对于动力电池"能量密度、安全性"的提升需求也变得更为迫切。

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"续航焦虑"和"安全焦虑"下，被押注为动力电池重要迭代方向的固态电池，却因面临重重难题，短期量产无望，作为"过渡"选择的半固态电池便成为眼下备受关注的新型电池之一。

2022年，半固态电池上车消息频传。赶在年底12月，搭载行业首个量产装车半固态电池的东风岚图追光正式开售，开启半固态动力电池商业化应用。也意味着为其提供电芯和模组的孚能科技也实现半固态产品量产装车。

此外，近期，固态电池初创企业卫蓝新能源，以及锂电池龙头国轩高科也纷纷宣布半固态电池预计2023年量产。

装车潮迫近

早在2016年比亚迪就已经确定固态电池为未来发展方向的基调，也让固态电池开始走进更多人的视野。

2021年，在国内蔚来、比亚迪车企进一步公布相关布局，以及国外福特与宝马宣布向美国固态电池企业Solid Power扩大出资等事件集中催化下，固态电池的概念可以称得上"一夜爆火"。

有意思的是，当年年初，蔚来宣布将在2022年发布的ET7上搭载全新研发的固态电池。但在蔚来股票因此大涨后，蔚来却改口称，之前介绍的固态电池，其实是半固态电池。

2022年初，类似剧情再次上演。彼时，东风方面宣称，首批50辆东风风神E70固态电池车在江西新余完成交付，这批固态电池由东风与赣锋锂业合作开发。

东风在宣传稿中称，这批固态电池车是全球首个固态电池车示范运营项目，率先打响了固态电池产业化第一枪。后来，在投资者的追问之下，赣锋锂业最终表示东风E70装车的电池是半固态电池。

就在两次"含糊其辞"被"真相"后，半固态电池的推进才逐渐变得"光明正大"。2022年，半固态电池的量产装车的消息也明显增多。

目前，布局半固态动力电池的企业基本上是锂电链企业，以及电池新势力企业。包括"锂业双雄"赣锋锂业、天齐锂业，动力电池龙头孚能科技、国轩高科；以及脱胎于中科院物理研究所的卫蓝新能源，清华大学南策文院士团队创办的清陶能源。

近期，东风岚图追光开售，开启了半固态电池的商业化。根据官方资料，追光搭载的半固态电池，可以实现580km的续航里程。在超长续航里程和超高补能效率的基础上，具备不冒烟、不漏液、不起火的安全保障。

为岚图追光的半固态电池提供电芯和模组的是专注于三元软包技术路线的孚能科技。孚能科技近日也表示，半固态电池产品已经实现量产装车。此外，装备公司产品的奔驰EQS在欧洲市场也开始接受订单。

虽然孚能科技与东风联手的半固态电池在商业化抢先一步，但目前1000公里半固态电池第一棒的悬念更为外界关注。

近期卫蓝新能源宣布车规级固态电池正式下线，这款计划在蔚来ET7电动车型上搭载续航里程1000公里的半固态电池，电池包容量150KWh，能量密度360Wh/kg，并预计2023年量产。

国轩高科也表示，高安全半固态电池，单体能量密度达360Wh/kg，配套车型的电池包电量达160KWh，续航里程超过1000km，同样预计2023年批量交付。

此外，清陶能源在2022年6月披露第一代产品是半固态电池，能量密度最高，达420Wh/kg。

众多公司的密集表态中，让半固态电池量产迫近的感觉愈加强烈。

财经网从卫蓝新能源内部人士，以及其他业内人士了解到，半固态电池目前已经具备产业化的条件，2023年量产的可能性非常大。

据了解，目前材料端，已经有瑞泰新材、当升科技、容百科技、恩捷股份等表示切入半固态电池产业链。

瑞泰新材表示，部分产品已作为固态电解质或添加剂进入固态电池客户供应链；高镍龙头容百科技表示，2022-2025年，卫蓝新能源将向公司采购固态锂电正极材料产品不低于3万吨；当升科技此前也宣布，清陶能源承诺2022年-2025年期间向其采购总量不低于3万吨固态锂电正极材料。

有分析人士指出，若以1GWh电池对应1500吨正极材料用量计算，当升、容百两家各3万吨正极材料或有望实现约20GWh的电池总产量。

此外，有业内人士透露，半固态电池的生产设备基本上可以与锂电兼容，固态用的基本上都是传统的生产线，只需新增加一条隔膜的生产线。

半固态隔膜方面，业内也有通过合作方式推进解决的案例。

财经网了解到，卫蓝新能源与隔膜龙头恩捷股份已经合资建立了溧阳的热涂覆隔膜生产线。"一家不掌握技术，一家不掌握设备，这是双方合作的意义所在。"有业内人士评价。

不会冲击现有锂电产业体系

依据电解质分类，锂电池可分为液态、半固态、准固态和全固态四大类，其中半固态、准固态和全固态三种目前统称为固态电池。

但半固态电池对当下主流液态锂电池并不具有颠覆性创新。

半固态电池正极和负极基本延续了当前的锂电技术路线。正极材料适合高镍三元，为了缓解充电发热造成不能快充的问题，以单晶镍成分为主；为了支撑起更高的能量密度，负极向克容量更高的硅碳方向发展，有碳化硅、氧化硅，还有在人工石墨中加入相应的硅的成分。

而半固态电池最核心的技术是电解质。"电解液加入了各个企业核心的专利研发技术，即添加剂成分，使电解液中溶剂的含量大幅度减少。"一位业内人士表示，"添加剂的成分是商业机密。"

有业内人士透露，目前电解液方面走在前端的有卫蓝新能源。

据卫蓝新能源研发人员介绍，其半固态电池采用了原位固态化技术，通过化学和电化学反应，使液态电解质部分或全部地转化为固态电解质，能够解决在循环过程中固态电解质和正负极材料如何保持良好接触的难题，可以综合平衡电芯充到高电压、安全性、锂枝晶析出以及体积膨胀控制等要求。

此外，相较于全固态电池完全不用隔膜，半固态电解质在有效阻隔正负极接触方面仍有失效风险，所以如前文提到，半固态电池也仍需要隔膜。不过，上述人士表示，对于当前的隔膜企业来说，也只是限于技术更新。

结构方面，半固态电池外壳基本上都是采用软包形式，用铝塑膜来代替铝壳以及钢壳结构件。

值得一提的是，半固态电池使用软包，就会在结构创新层面少了很多像现在这种方形圆柱结构创新的提升。

对此，上述人士分析，选择软包可能是一些电池新势力企业对于电池生产线投资的考量。"少了4道激光焊接工序，对于一个一条电芯生产线来说，可以说少投资了30%，一个Gwh按照目前的均价来说，投资在4个亿，一下至少节省投资了1个亿以上。"

东兴证券表示，半固态电池商业化应用，不会对现有锂电产业体系形成太大冲击。

动力电池终极方案？

"能量焦虑"和"安全焦虑"是目前消费者对于电动汽车望而却步的主要原因，而固态电池被重视也正是因为正中了当前主流锂电池的两大痛点。

特斯拉推出的4680电池被认为是目前市场上已装车的能量密度最高的动力电池，该电池能量密度为约300Wh/kg，而这已经接近锂离子电池的理论性能极限。

相比之下，美国航空航天局最新研发的固态电池，能量密度高达500Wh/kg。全固态电池最大潜力值更是高达900Wh/Kg。

近年，电动汽车的自燃事件屡现报端，而固态电池不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液、耐高温的固态电解质取代电解液、电解质盐与隔膜，彻底解决可燃性液态有机电解液导致的自燃风险。

2019年，固态电池就已经基本被认定成了电池方面未来发展的大方向。国外以日产、丰田、本田等为代表的汽车企业，以及国内宁德时代、比亚迪等动力电池巨头均在布局。

不过，由于全固态电池仍面临工程技术、产业化等问题难以攻克，短期量产无望。

在这样的背景下，半固态电池本来是作为一种过渡路线成为一些企业的选择。但随着全固态电池进展缓慢，甚至有国外企业Fisker宣布放弃固态电池计划，"半固态电池就是动力电池的终极方案"的观点便开始"崭露头角"。

但据财经网了解，至少从目前来看，即便是装车量产的半固态电池也仍面临许多问题。

首先就是成本依然没有低于液态锂电池。一位卫蓝新能源人士对财经网透露，目前半固态电池的成本比高镍三元锂电池稍微高一些。具体高多少，该人士表示不好说。

据2022年6月关于半固态的一份会议纪要透露，当时半固态电池每瓦时的成本大概是高镍811电池（高端三元锂电池，正极材料的镍钴锰比例为8:1:1）的1.7-2.3倍。"终极成本应该是在传统811电池的0.7倍左右。但整个行业的正负极材料还在高位状态，它的价格两年之内我认为可能不会下降。"会议上有人士表示。

这也是目前公布的半固态电池应用端只是在商用车，以及E70这些高端车型，无法应用经济车型的原因，而这无疑限制了半固态电池的市场空间。

不容置疑，半固态电池相较于液态锂电池的安全性和能量密度确实有了很大提高。

真锂研究院研究员墨柯对财经网透露，"曾经听一个整车厂老总说安全性有可能提高80%、90%以上。"目前宣布计划量产装车的半固态电池，能量密度也大多在300-360Wh/kg。

但值得注意的是，半固态电池并不是目前提升安全性和能量密度的唯一路线。

宁德时代就选择了另外的路径，被美国《时代》周刊评为2022年度最佳发明的麒麟电池，就是基于高镍三元的液态锂离子电池，通过电池包的层面设计和技术改进，提高电池安全性和能量密度。

麒麟电池能量密度可达255Wh/kg，实现整车1000公里续航；首创电芯大面冷却技术，使麒麟电池换热面积扩大四倍，可实现全化学体系的热稳定、热安全提升，将于2023年量产上市。

此外，正负极材料没有大变化的情况下，只靠电解液和隔膜，也是无法完成半固态电池到固态电池的跨越进化。

"做全固态电池，能量密度就要有一个很大的提升，负极要换成金属锂，但只要有电解液就不能用金属锂。"中国电池产业研究院院长吴辉对财经网表示，"现在半固态电池还处于一个比较尴尬的情况。"

有分析指出，由于国外企业想要弯道超车，超越中国锂电池，因此海外企业对于固态电池的推进力度更大，也有可能率先进行量产。而国内企业也在进行大量的固态电池技术储备，但短时间内还是液态电池还是主流，尤其优质的产能还处在供不应求的阶段。

据了解，目前，全固态电池还不具备量产条件，综合国内外多数观点，预计要2030年才能实现大规模量产，最快2026年能实现小规模量产。