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材料、工艺、场景未定，全固态落地概率几何？
固态电池虽然颠覆，但布局的意义确定。从企业研发、产能规划到政策支持，这一产业的发展与前进已是开弓没有回头箭。
目前，布局固态电池的企业已经包括了车企、电池企业、研发型初创企业、以及其他传统锂电企业等。早先车企更为活跃，当下则是百花争鸣，多方活跃背后是不同的产业意图：
车企急切希望进一步把控供应链；电池企业努力把握核心技术及其迭代；初创企业致力于将理论体系转化为产业成果；“跨界”企业则不断建立起提前布局新赛道的认知。
与此同时，在材料体系、量产工艺、应用场景三大方面集中涌现的不确定性也依旧难以忽视，甚至可以说越来越多。这既让市场怀疑全固态电池的落地时间，甚至对其落地概率产生质疑。
但一旦深入了解布局企业的技术与产业逻辑便会发现，不同企业做出不同选择背后，都是基于原生体系与发展逻辑所进行的严谨判断。
一方面，固态电池的研发已经历了漫长的发芽时刻。另一方面，产业发展则在需求驱动下保持动态前进。
正如高工锂电董事长张小飞博士所言：不要总是关注看固态电池的短板，当把长处打得足够好的时候，其实短板就慢慢消失了。
在2024年高工新能源新材料产业大会上，来自锂电产业链各环节的企业高层也更详细地分享了布局固态电池的思路，以及对固态电池产业化的最新看法。基于材料、工艺、降本、应用四大细分维度，我们可以从业内人士对问题的洞察、解决策略的提出以及对规划的判断中，梳理出一些确定与共性。
材料上，以电解质为核心的材料体系，既是固态电池技术的起点，也是产品差异性的起点。
在固态电池材料体系尚未确定之时，弥补单一电解质材料的短板，既是首要的考验，同时也给了企业对差异性进行设计的机会。固态电池从基础理论研究与产品设计之初，便具有强大的差异化潜力。
卫蓝新能源研发总经理徐航宇博士认为，全固态电池路线仍然存在分歧，卫蓝新能源在全固态方面最看重的是基于聚合物和氧化物的复合路线。这条路线相对来说成本低、兼容性好，制造成本可控，预计能在2027年实现小规模量产。
同时，卫蓝新能源通过深圳成立子公司中科超能，也同时专注于硫化物软包全固态电池的研发。
徐航宇指出，全固态电池的最大优势，在于允许正极、负极、电解质层采用不同的电解质，也就可以对电解质和中间层进行差异化设计。
例如正极侧需要抑制抑制氧气产生，便进行用超薄固态电解质包覆或掺混的设计；需要阻氧气、阻枝晶的隔膜层可添加固态电解质涂层或凝胶涂层；负极侧则可以针对还原，高离子电导做一些设计。
因此，为实现提升安全性、控制膨胀、自修复等功能，正极、负极、隔膜中的电解质逐渐呈现差异化、添加剂多功能化是趋势之一。
宁德时代储能事业部CTO许金梅博士认为，硫化物固态电解质有机会快速实现工业化，可能率先突破。目前制约其规模化发展的主要是硫化物电解质的空气稳定性与成本问题。
为解决这些问题，宁德时代采取了两大策略：一是通过可逆双亲性分子疏水层设计来提高硫化物的空气稳定性，二是开发新型合成路线和低含锂量材料来降低成本。
许金梅还指出，材料在固态电池发展中扮演着至关重要的角色。选择技术路线看似简单，但要将材料做到国际领先水平，挑战巨大。固态电池产业化过程中，不同阶段的重点会有所不同。目前阶段，材料仍然是最重要的；而在2027年到2030年之间，工程化将变得更加重要。
工艺上，规模量产要求的提高，将带来更多工艺上的挑战，并集中于固态电极、固态电解质成膜的环节。对原位固化、干法电极等新技术的使用是确定的，但还有待对一致性等的成熟验证。
宁德时代指出，全固态电池在制造工艺方面的挑战，主要集中在固态电极和电解质成膜环节。例如，在电芯高效致密化成型环节上，可能面临电芯内部出现孔隙缺陷、致密度低，极片边缘受压导致搭接短路等问题。此外，无论是干法还是湿法成膜工艺都尚未成熟，湿法存在电性能衰减问题，而干法工艺则带来膜片分散性、均匀性的挑战。
为解决这些问题，宁德时代的思路是打通干/湿法极片制备和电芯一体化成型工艺方案，并在10Ah级全固态电池验证平台上进行验证。具体方案包括在干法电极制备过程中，对粘结剂PTFE进行高柔性核壳结构设计、对纤维化进行量化控制；将超薄电解质转印技术、等静压一体成型技术应用于电解质成膜环节等。
卫蓝新能源则提出了原位固态化的创新解决思路，以解决固-固接触难题。
原位固态化的过程类似于煮鸡蛋，即让液体电解质原位转变为固体，部分转变会得到混合固液电池、全部转变则得到全固态电池。原位固化可以使正负极颗粒之间的孔隙得到更好填充，同时大幅电解质的热稳定性。
基于核心工艺，卫蓝新能源选择与传统锂电产业链企业积极展开合作以推进量产。卫蓝新能源认为，传统锂电企业在解决问题时经验丰富，如此合作也有利于将来材料和设备向整个行业开放。
具体来看，卫蓝新能源已与容百科技、当升材料在正极材料方面，与天目先导在负极方面分别达成合作，另还通过与恩捷、天齐锂业成立合资公司，建立在隔膜、金属锂和预锂化设备上的储备。核心材料固态电解质的生产则通过成立子公司蓝珧新材料来进行。据了解，蓝珧的固态电解质产品同时向内外供应，已形成独立的商业模式。
嘉拓智能高级研发经理宋海威指出，干法工艺具有安全环保、成本相对更低、无溶剂残留等特点，是最匹配硫化物基电解质固态电池的制备工艺。
干法设备方面，嘉拓智能强调了辊压过程中滚缝、速度精密控制、驱动方式稳定性等的重要性。基于对以上性能的改善，嘉拓智能已分别推出连轧式、分段式、双钢带式等系列干法辊压设备、超薄锂金属负极辊压设备等，截止2024年年中的交付规模已达30台。
与此同时，嘉拓智能还针对现有湿法工艺的改进提出了两种方案：一是采用湿法混合加干法成膜复合的方式，解决湿法混合过程中导电碳和小粒径固态电解质难以分散的问题；二是采用多级电喷+多级热压工艺，有望在未来实现正极电解质膜的连续制备。
蓝廷新能源为隔膜企业提供了"跨界"固态电池的思路：针对混合固液电池，可开发固态电解质涂覆膜产品，以提升电池倍率性能、容量保持率等性能；针对全固态电池，则可关注MOF等金属框架材料、粘结剂，原位固化工艺等对固态电解质制膜带来的机会。
降本上，需要从材料到特定工艺的组合策略。
据卫蓝新能源介绍，其在储能领域开发的280Ah高安全混合固液储能电池，价格可控制在0.4元以下，甚至低于部分主流液态储能电池产品。
强大价格控制能力的背后，是降本的组合策略。
当下卫蓝新能源混合固液电池的制备，既考虑了对现有工艺、设备的兼容，也考虑了对下一代材料的兼容，以实现较低的成本。基于此，卫蓝新能源已开发出一系列平台化的核心技术，包括固态电解质掺混、固态电解质包覆正极、固态电解质涂层隔膜等。
卫蓝新能源认为，接下来固态电池制造还有很多简化制造的机会，包括考虑干法电极、高固含匀浆、干法预锂化、热复合叠片等制备工艺来降低制造成本。
此外，性能提升也是降本的一种方式，通过增加循环寿命，可以降低电池全生命周期的度电成本；开发高比能、宽温域电芯，可以降低电池重量，简化热管理系统，实现降本。
材料端，虽然新一代材料目前成本较高，但未来会有降本空间。例如，由于固态金属无法溶解在全固态电解质中，其纯度要求可以降低一个档次。
嘉拓智能认为，全固态电池如果采用干法工艺，相比现在的液态电池湿法工艺可以节省设备尺寸和空间，设备也会向小型化发展。公司希望在未来5-6年内，能够将这些设备集成在一个手套箱里，实现“一个设备就是一个工厂”的概念。
容百科技研发体系总裁/中央研究院院长李琮熙博士也指出，使用干法电极的制备工艺，可将动力费用和制造费用将下降50%和10%，预估每kWh至少可以节约成本6-10美元（折合人民币约40-70元）。
此外，容百科技还指出，要实现硫化物系全固态电池的产业化，首先要压低硫化锂的价格。从价格构成来看，材料的价格并不昂贵，主要是通过改进工艺和实现规模经济来降低价格。
应用上，需求的锚定是是攻克材料、工程问题的动力。
关于固态电池的最佳应用场景、以及哪个领域最迫切需要这项技术，目前业界尚未形成统一答案，甚至这个问题本身可能并不存在一个确定的解。然而，那些已经锁定首发应用场景的研发企业，在把控固态电池产业化节奏方面会更有优势。
许金梅认为，固态电池的开发初衷是在保证安全的基础上实现高能量密度，这意味着对安全性要求更高、对能量密度需求更急切的领域将成为固态电池最优先的应用场景。相关领域通常对成本也有较高的容忍度。
当前储能行业更追求使用寿命，对固态电池的需求可能并不如想象中那么强烈。虽然一些企业已经在储能领域应用全固态电池，但这并非主流，也不迫切。相比之下，许多客户更关注钠离子电池在储能领域的应用前景，认为如果钠电池成本能够快速下降到具有竞争力的水平，可能会比固态电池更早在储能上得到广泛应用。
卫蓝新能源则指出，固液混合电池是一个必要的过渡阶段。这种技术确实能够解决液态电池存在的一些问题，在保证一定安全性的同时追求高比能或高功率。如市场对高续航电池有一定需求，不能等到全固态电池完全产业化才开始开发。
然而，从混合固液电池到全固态电池的技术跨越并非易事。徐航宇坦言，全固态电池能否真正实现产业化仍是一个概率问题，并非100%有把握。如果说实现混合固液电池的初步产业化算是走了1步，那么到实现全固态可能是3步到100步的距离。
自2016年成立以来，卫蓝新能源花了约6年时间解决工程难题，直至2022年底才具备动力固态电池的量产能力。2027年实现全固态电池产业化的计划，依旧备受挑战。不过，也不能忽略从全球范围来看，固态电池的研究实际上已经持续了40多年，具备了十分深厚的基础。
力神电池则主要将半固态电池产品的应用定位于乘用车和无人机领域。目前，力神已经开发出比能量在325~400 Wh/kg之间，常温循环寿命超过1000次的多代半固态电池产品，在多个客户的轻量化乘用车项目中实现示范应用；搭载高比能固态电池的无人机也已实现批量供货。
在乘用车领域，力神电池计划在2025年前开发出比能量≥450 Wh/kg的高比能固态动力电池产品，届时有望将整车续航里程提升至1500km以上。
此外，力神电池还看好飞行汽车对固态电池的带动作用。其认为，目前飞行汽车的发展阶段类似于2008年时的新能源汽车，预计在未来5~15年将迎来爆发式增长。
容百科技对全固态电池的市场前景持谨慎乐观态度。他们预计全固态电池初期价格约为每千瓦时400-600美元（折合人民币约2800-4200元），初期需求将主要来自豪华车和跑车市场。这一预测表明，全固态电池在进入大众市场之前，可能会先在高端市场站稳脚跟。
GGII数据显示，2030年将是固态电池发展的一个关键节点。届时，中国固态电池的整体出货量预计将达到50GWh级别，其中全固态电池有望同步实现GWh级的出货量。这一预测展现了行业对固态电池未来发展的信心。
总的来看，固态电池的发展道路充满挑战与机遇。在材料、工艺、降本和应用等多个方面，业界仍在不断探索和突破。虽然全固态电池的大规模产业化仍需时日，混合固液等过渡技术的出现也会为行业积累了宝贵的经验和信心。关键在于持续创新与解决问题，而不是过分关注短期内的短板。
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