半固态电池或已是最终答案

在新能源汽车浪潮中，固态电池因其高安全性、高能量密度和长寿命被视为行业的未来。然而，在通往未来的过程中，半固态电池作为一种中间方案逐渐崭露头角，展现出强大的生命力和商业潜力。

相比全固态电池面临的诸多技术和产业化难点，半固态电池既提升了能量密度与安全性，又兼顾了技术可行性和生产成本，有望“临时工转正”，成为动力电池的最终答案。

固态电池被行业热捧有两方面的原因。一方面，固态电池由于其高能量密度和本征安全性，被认为可以解决续航里程和安全性等行业痛点问题。另一方面，日本和韩国作为汽车和电池技术的传统强国，在以举国之力研发固态电池，这一动向也引起了国内学术界和产业界的极大关注。

首先，固态电池的高能量密度可以解决“里程焦虑”。续航里程是新能源车发展早期的最大痛点之一，而能量密度是制约带电量和续航里程的最关键因素。在传统的磷酸铁锂和三元体系中，能量密度分别可以做到160Wh/kg和250Wh/kg，均已接近理论极限。固态电池可以采用硅碳、金属锂等高比容量的负极，能量密度可以轻松达到300Wh/kg以上，以金属锂做负极甚至达到500Wh/kg，彻底解决续航里程短的问题。

其次，新能源车的安全性也已经成为行业痛点。固态电池一方面不含有机电解液，降低了起火风险；另一方面，固态电解质在一定程度上可以抑制锂枝晶生长，从而减少了内部短路的隐患。这些固有特性都会增强消费者对新能源汽车安全性的信心。

由于这些潜在的优良特性，日本和韩国作为汽车和电池的传统技术强国，在固态电池领域已早有布局，并不断取得进展。

日本正在举国家之力推动固态电池商业化，丰田、本田、日产等整车厂在全球同时做固态电池研发和整车生产。其中丰田早在2012年就试制了全固态电池，也是几家企业中研发最深入的。日产和本田也已经发布了试生产和产品上线的时间节点。

韩国是仅次于中国的电池产业大国，LG、三星、SK On三家电池厂实力很强，在全固态电池方面都取得了实质性的进展。我国的很多研发单位还在尝试复现三星的产品。

固态电池有可能引发行业的巨大变革，改变汽车产业格局，重置整个产业链条；竞争对手在拼命点亮科技树，企图弯道超车；在这种情况下，国内学术界和产业界对其给予充分关注也是应有之义。

固态电池很早就引起了业界的关注，但其产业化进展缓慢，迟迟不能落地量产。

从国外来看，最为领先的丰田屡屡推迟商业化。早在2017年，丰田就声称于2020年实现固态电池商业化。后来丰田改口称2020年亮相，2025年量产。2020年，丰田的全固态电池电动车进行行驶试验，然而测试发现，丰田的全固态电池循环寿命只有800次。去年，丰田宣布已解决电池循环寿命问题，计划在2027年量产。不过这一说法仍受到多方质疑，认为其计划将再次“跳票”。

从国内来看，宁德时代董事长曾毓群曾表示，从全世界全固态电池发展情况来看，宁德时代应该是领先一大步；如果技术和制造成熟度用从“1”到“9”来评价，宁德时代的全固态电池目前处于“4”的水平。 

全固态电池难产，一方面是因为有一系列的技术难题亟待解决。电极材料和固态电解质的界面相容性、固-固界面机械接触和体积变化等都有问题等待解决。目前要实现好的性能，需要加压到5000个大气压以上，难以在实际中应用。此外，根据电解质材料体系的不同，还有离子迁移率低、化学稳定性差等问题。例如丰田采用硫化物固态电解质，这种材料容易与空气中的水分反应生成剧毒硫化氢气体，同时这种材料要做成薄层也很困难，从而使生产条件变得非常严苛。

除技术难度外，由于使用的固态电解质尚未形成量产规模，同时要用到部分稀有元素，因此材料成本高昂；同时生产流程复杂，很多生产设备也需要另行研发，导致整体成本居高不下。

今年3月，欧阳明高院士表示全固态电池有望在2030年左右实现产业化，日韩企业也都将预计量产时间放在2027年之后，这也说明了学术界和产业界对全固态电池难度的共识。

半固态电池作为一种过渡方案，已经率先实现产业化，并展现出强大的市场潜力。半固态电池使用了部分固态电解质，同时仍保留一定比例的电解液。同时，其工艺设备与液态电池重合度高，可以沿用现有的成熟产业链，降低生产成本。

国内有较多企业对半固态电池进行了研发和布局，代表企业包括清陶能源、卫蓝新能源、赣锋锂业、辉能科技等，各企业研发进展迅速。

2023年，蔚来董事长李斌驾驶搭载150度半固态电池包的ET7直播试驾，跑了超过1000公里，证实了半固态电池的续航能力，据悉其电芯能量密度达到360Wh/kg。

今年，搭载清陶半固态电池的智己L6上市，能量密度368Wh/kg，单车带电130度，续航超过1000公里。同时，电池不会发生电解液泄漏，不易燃烧爆炸，安全性远超国标。

从已发布的固态电池的性能指标来看，半固态电池在解决行业几大痛点问题上已经卓有建树，在绝大部分应用场合下应用已经没有明显短板。

市场目前还普遍认为半固态电池只是一款过渡产品，全固态才是终点。但是，从满足用户需求的方面来看，我们认为半固态电池有可能已经是汽车动力电池的最终答案。

全固态电池虽然有更高的能量密度和续航里程，但是用户很可能也并不需要开那么远。1000公里的续航里程已经超过了大部分燃油车，足够解决大部分用户的里程焦虑。超过1000公里，续航里程已经不是主要矛盾，继续提升续航里程对用户的边际效用递减。

另一方面，技术的发展不是孤立的，而是需要市场提供试验机会，在实践中去发现问题、积累经验、降低成本，最终形成具有市场竞争力的成熟产品。如果市场不给充分的试验机会，这一过程最终难以实现。

现在看来，全固态电池相对半固态电池优势有限、成本高企，作为新技术还可能有各种细节上的不完备，同时市场上有足够成熟和低价的产品与之竞争。在这样的市场环境下，全固态电池即使研发完成，也难以产生足够的需求规模使其完善技术和降低成本。我们认为，在军工、航天、eVTOL等对能量密度有极致需求，对成本要求不高的领域中，全固态电池可能会更有应用前景。

石大胜华是锂电池材料重要生产企业之一。目前公司已经形成以碳酸酯类溶剂、锂盐、添加剂及硅基负极等锂电材料产品为核心，以锂电池电解液、高端新材料等新业务为增长点的一体化、立体化的完整网状产业链格局。

石大胜华坚持在新能源、新材料领域深耕，致力于向全球持续提供新能源、新材料优质产品和最佳解决方案，为推动新能源行业的发展贡献智慧和力量，为人类提供更加绿色、环保的生活环境。

长按扫描二维码

关注我们

获取每日更多内容！

原文始发于微信公众号（石大胜华）：半固态电池或已是最终答案