近日，被譽為全美固態電池“三駕馬車之一”的量子景觀（QuantumScape）公司宣布，其固態電池成功通過了德國大眾公司嚴苛的50萬公里耐久性測試。
據1月3日大眾集團電池子公司PowerCo發布的報告顯示，QuantumScape提供的24層固態電池A樣品在位于德國薩爾茨吉特的實驗室里經歷了數月之久、高達1000多次的充電循環測試，電池容量保持率仍高達95%以上。這一數據看似令人印象深刻，但仍有專家指出，實際使用中的環境條件遠比實驗室復雜，能否在長時間內保持如此高的容量保持率尚存疑問。
此外，測試數據還顯示，搭載QuantumScape電池的電動汽車在WLTP工況下續航里程為500-600公里。在電池的全生命周期內，車輛可行駛超過50萬公里而無明顯續航能力衰退。然而，有分析師指出，這一續航里程仍低于部分現有液態電池的表現，且固態電池的生產成本較高，商業化前景仍不明朗。
盡管QuantumScape聲稱其固態電池性能已超越當前行業標準，即在700次充電循環內最大容量損失為20%，且在快速充電能力、安全性和自放電方面達到或超過了相關測試標準，但仍有不少業界人士對其持保留態度。他們認為，固態電池技術仍處于發展初期，距離大規模商業化應用仍有較長距離。
QuantumScape的首席執行官Jagdeep Singh在接受媒體訪問時坦言，公司在固態電池技術上取得了顯著進展，但要想將這項技術真正推向市場，仍有“長路要走”。 這一表態無疑給那些對QuantumScape寄予厚望的投資者們潑了一盆冷水。
Singh和QuantumScape團隊一直在努力尋求將這項技術產業化并加速推向市場。然而，令人失望的是，他們至今未能給出一個明確的商業化時間表。這使得那些已經耐心等待了好幾年的股東們開始感到焦慮和失望。
事實上，一些早期投資者在QuantumScape的股票上已經遭受了慘重損失。他們原本期待著公司能夠迅速將固態電池技術商業化，從而帶來豐厚的回報。然而，隨著時間的推移，QuantumScape的股價并未如預期般上漲，反而出現了大幅下跌，導致這些投資者的投資損失慘重。
為什么都看好固態電池
隨著科技的飛速發展，固態電池作為一種新興的電池科技，正逐漸走進我們的視野。它與傳統的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池有著本質的不同，主要體現在其使用了固體電極和固體電解質。
我們知道，無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，其內部都離不開液態電解液這個關鍵介質。科學家們形象地將這種傳統液態鋰電池比作“搖椅式電池”，其中搖椅的兩端代表電池的正負極，而中間的液態電解質則像是搖椅的座位，鋰離子在其中來回穿梭，完成了電池的充放電過程。
然而，固態電池的出現，有望徹底改變這一格局。它采用了全固態電解質，這不僅讓電池的適用材料體系發生了改變，更重要的是，它可以直接使用金屬鋰作為負極，從而大大減少了負極材料的用量，提高了電池的能量密度。
此外，傳統鋰離子電池中占據近40%體積和25%質量的隔膜和電解液，在固態電池中被固態電解質所取代。 這樣一來，正負極之間的距離被大幅縮短，甚至可以達到只有幾到十幾個微米的級別，從而使得電池的厚度大大降低。 這也意味著，全固態電池技術是實現電池小型化、薄膜化的關鍵所在。
不僅如此，當固態電解質的厚度薄到毫米級以下時，即使是脆性的陶瓷材料也能展現出一定的柔性。因此，全固態電池在輕薄化后，其柔性程度也會有明顯的提高。通過選擇合適的封裝材料，制成的電池甚至可以經受幾百到幾千次的彎曲而保持性能基本不衰減。
在安全性方面，固態電池也展現出了顯著的優勢。傳統的液態鋰電池在大電流下工作時可能會出現鋰枝晶現象，從而刺破隔膜導致短路破壞。同時，電解液為有機液體，在高溫下容易發生副反應、氧化分解、產生氣體等安全隱患。而采用全固態電池技術則可以有效解決這些問題。
從原理上來說，固態電池與液態電池并無太大差異，但其電解質為固態的特性卻賦予了它更多的優勢。固態電解質的密度和結構可以讓更多的帶電離子聚集在一端，從而傳導更大的電流并提升電池容量。因此，在相同的電量下，固態電池的體積可以做得更小。同時，由于沒有電解液的存在，固態電池的封存變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等附屬設備，這不僅節約了成本還減輕了重量。
鑒于科學界普遍認為鋰離子電池已經接近其性能極限，固態電池在近年來被寄予厚望，被視為有可能繼承鋰離子電池地位的下一代電池技術。
它采用鋰、鈉等制成的玻璃化合物作為傳導物質來取代傳統的電解液，從而大幅提升了鋰電池的能量密度。雖然固態電池的功率密度相對較低，但其高能量密度和功率重量比卻使它成為電動汽車等應用領域中的理想選擇。
量產難點在哪
在新能源汽車的風口浪尖，固態電池作為被寄予厚望的下一代動力電池，其商業化進程一直備受關注。近日，豐田汽車在技術說明會上放出重磅消息：他們找到了合適的材料，并計劃在2027年至2028年間將固態電池商業化，推出配備這一技術的純電動汽車。然而，這一聲明并未伴隨詳細的技術展示，引發了外界的質疑與討論。
固態電池的優勢顯而易見：高安全性、高能量密度，以及在極端溫度下的穩定表現。這些特性使其成為動力電池領域的明星，各國都在爭相布局。但回顧歷史，我們會發現固態電池的量產之路并不平坦。早在30年前，美國橡樹嶺國家實驗室就宣稱研發出固態電池，但時至今日，大規模量產仍未能實現。
目前，固態電池按材料體系主要分為三大技術路線：硫化物、聚合物和氧化物。日韓企業，如豐田、三星SDI等，主要押注硫化物體系，技術積累深厚。歐洲則偏向聚合物路線，而中國以氧化物體系為主。但不論是哪種路線，都存在基礎性的技術挑戰和成本問題。
硫化物電解質雖被寄予厚望，但其空氣穩定性差，暴露于空氣中會產生有毒氣體，同時性能衰減；聚合物電解質在室溫下離子電導率較低，限制了其商業化應用；而氧化物電解質雖具有較寬的電化學穩定窗口，但也存在界面化學副反應和鋰枝晶生長問題。
成本方面，當前半固態電池的成本已遠高于液態電池。以NCM811液態電芯和半固態電芯為例，半固態電芯的成本增加了約80%，其中固態電解質成本占據半壁江山。考慮到全固態電池在生產工藝、質量控制等方面的更高要求，其成本只會更高。
動力電池的量產需要滿足能量密度、充放電倍率性能、成本、安全性和循環壽命五大指標。實驗室中的研究成果往往只能在某個或某幾個指標上取得突破，要同時滿足所有指標要求才能實現量產。因此，盡管固態電池看似即將迎來商業化曙光，但實際上其量產之路仍然漫長且充滿挑戰。
面對固態電池的高成本和技術難題，一些國產車企已經開始轉向半固態電池的研發和生產。然而，即便是半固態電池，其成本也仍然高昂。以蔚來推出的ET7車型為例，其搭載的半固態電池成本高達25萬以上，這對于大部分家用車來說顯然是難以承受的。
總體來看，固態電池作為下一代動力電池的候選者，雖然具有諸多優勢，但其商業化進程仍面臨諸多挑戰。成本高昂、技術難題待解、生產工藝和質量控制要求嚴苛等問題都是制約其大規模產業化的關鍵因素。未來幾年內，我們或許難以看到固態電池的大規模量產，但其潛在的巨大市場價值和戰略意義仍使得各國和企業不愿放棄這一領域的競爭。
國內水平如何
隨著新能源汽車市場的持續升溫，固態電池作為下一代電池技術的有力競爭者，正吸引著全球車企和投資者的目光。去年12月，蔚來CEO李斌親自駕駛ET7挑戰“1000公里續航”，所搭載的150kWh超長續航電池包成為全球焦點。這款無熱失控軟包CTP電池的電芯能量密度高達360Wh/kg，預計今年4月將正式量產，為蔚來全系車型注入新動力。
在固態電池的賽道上，中國車企和海外巨頭都在加速布局。上汽集團宣布，從2024年起將在不同車型上實現半固態電池的量產應用。長安汽車、廣汽集團等則瞄準了2025年至2026年的時間窗口，計劃推出搭載半固態電池的車型。海外方面，寶馬和日產也分別公布了各自的固態電池研發和應用計劃。
值得一提的是，雖然豐田汽車早前曾宣布在2027年實現全固態電池的量產，但最近卻將這一時間表推遲到了2030年以后。這一調整無疑給固態電池的量產前景增添了一絲不確定性。
然而，中國在全球固態電池領域的研發實力不容小覷。據國家知識產權局局長申長雨介紹，中國在鋰電池特別是固態電池領域是全球主要的技術來源國之一。截至2023年5月，全球固態電池關鍵技術專利申請量中，中國占比高達36.7%，且近五年來年均增長速度位列全球第一。
中信證券新能源汽車行業分析師袁健聰指出，固態電池突破了鋰離子電池的安全與能量密度瓶頸，具有巨大的應用潛力。在中國國內，寧德時代、中創新航、贛鋒鋰業等電池企業以及廣汽埃安、長安汽車等車企都在固態電池領域積極布局。根據業內規劃，全固態電池的量產時間有望在2026年左右實現。
具體到各企業而言，寧德時代在互動平臺上表示，公司已擁有大量固態電池技術儲備，并致力于解決各種工程技術難題。雖然公司當前主推的凝聚態電池比固態電池更快實現量產，但固態電池的研發仍在穩步推進。廣汽集團則宣布，其固態電池已取得突破性進展，計劃在2026年實現裝車搭載。
此外，上汽集團、一汽集團、東風集團等國內車企也在固態電池領域取得了重要進展。其中，上汽集團將在2024年起實現半固態電池的量產應用。
一汽集團開展相關固態電池開發的主體是一汽研發總院新能源開發院電池開發部。根據公開信息，其開發的全固態電池采用硫化物固態電解質技術路線，開發容量10Ah，比能量320Wh/kg、680Wh/L，循環壽命超過500次的全固態電池。
東風集團的第二代固態電池也預計于2024年上半年實現量產搭載，屆時整車續航里程可達1000公里以上。此外，比亞迪早在2016年以前就開始投入固態鋰電池的研發工作，目前在國內的相關專利數量眾多，位列國內前茅。
總體來看，固態電池作為下一代電池技術的有力競爭者，正吸引著全球車企和投資者的目光。雖然量產時間表仍存在一定的不確定性，但隨著技術的不斷進步和產業鏈的逐步完善，固態電池的量產前景日益明朗。
中信證券認為，隨著固態電池產業鏈降本和產業化程度提升，固態電池各環節將充分受益，為新能源汽車市場的發展注入新的活力。中郵證券也表示，預計2030年中國固態電池出貨量將達251.1GWh，2030年市場空間有望達200億元。
據1月3日大眾集團電池子公司PowerCo發布的報告顯示，QuantumScape提供的24層固態電池A樣品在位于德國薩爾茨吉特的實驗室里經歷了數月之久、高達1000多次的充電循環測試，電池容量保持率仍高達95%以上。這一數據看似令人印象深刻，但仍有專家指出，實際使用中的環境條件遠比實驗室復雜，能否在長時間內保持如此高的容量保持率尚存疑問。
此外，測試數據還顯示，搭載QuantumScape電池的電動汽車在WLTP工況下續航里程為500-600公里。在電池的全生命周期內，車輛可行駛超過50萬公里而無明顯續航能力衰退。然而，有分析師指出，這一續航里程仍低于部分現有液態電池的表現，且固態電池的生產成本較高，商業化前景仍不明朗。
盡管QuantumScape聲稱其固態電池性能已超越當前行業標準，即在700次充電循環內最大容量損失為20%，且在快速充電能力、安全性和自放電方面達到或超過了相關測試標準，但仍有不少業界人士對其持保留態度。他們認為，固態電池技術仍處于發展初期，距離大規模商業化應用仍有較長距離。
QuantumScape的首席執行官Jagdeep Singh在接受媒體訪問時坦言，公司在固態電池技術上取得了顯著進展，但要想將這項技術真正推向市場，仍有“長路要走”。 這一表態無疑給那些對QuantumScape寄予厚望的投資者們潑了一盆冷水。
Singh和QuantumScape團隊一直在努力尋求將這項技術產業化并加速推向市場。然而，令人失望的是，他們至今未能給出一個明確的商業化時間表。這使得那些已經耐心等待了好幾年的股東們開始感到焦慮和失望。
事實上，一些早期投資者在QuantumScape的股票上已經遭受了慘重損失。他們原本期待著公司能夠迅速將固態電池技術商業化，從而帶來豐厚的回報。然而，隨著時間的推移，QuantumScape的股價并未如預期般上漲，反而出現了大幅下跌，導致這些投資者的投資損失慘重。
為什么都看好固態電池
隨著科技的飛速發展，固態電池作為一種新興的電池科技，正逐漸走進我們的視野。它與傳統的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池有著本質的不同，主要體現在其使用了固體電極和固體電解質。
我們知道，無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，其內部都離不開液態電解液這個關鍵介質。科學家們形象地將這種傳統液態鋰電池比作“搖椅式電池”，其中搖椅的兩端代表電池的正負極，而中間的液態電解質則像是搖椅的座位，鋰離子在其中來回穿梭，完成了電池的充放電過程。
然而，固態電池的出現，有望徹底改變這一格局。它采用了全固態電解質，這不僅讓電池的適用材料體系發生了改變，更重要的是，它可以直接使用金屬鋰作為負極，從而大大減少了負極材料的用量，提高了電池的能量密度。
此外，傳統鋰離子電池中占據近40%體積和25%質量的隔膜和電解液，在固態電池中被固態電解質所取代。 這樣一來，正負極之間的距離被大幅縮短，甚至可以達到只有幾到十幾個微米的級別，從而使得電池的厚度大大降低。 這也意味著，全固態電池技術是實現電池小型化、薄膜化的關鍵所在。
不僅如此，當固態電解質的厚度薄到毫米級以下時，即使是脆性的陶瓷材料也能展現出一定的柔性。因此，全固態電池在輕薄化后，其柔性程度也會有明顯的提高。通過選擇合適的封裝材料，制成的電池甚至可以經受幾百到幾千次的彎曲而保持性能基本不衰減。
在安全性方面，固態電池也展現出了顯著的優勢。傳統的液態鋰電池在大電流下工作時可能會出現鋰枝晶現象，從而刺破隔膜導致短路破壞。同時，電解液為有機液體，在高溫下容易發生副反應、氧化分解、產生氣體等安全隱患。而采用全固態電池技術則可以有效解決這些問題。
從原理上來說，固態電池與液態電池并無太大差異，但其電解質為固態的特性卻賦予了它更多的優勢。固態電解質的密度和結構可以讓更多的帶電離子聚集在一端，從而傳導更大的電流并提升電池容量。因此，在相同的電量下，固態電池的體積可以做得更小。同時，由于沒有電解液的存在，固態電池的封存變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等附屬設備，這不僅節約了成本還減輕了重量。
鑒于科學界普遍認為鋰離子電池已經接近其性能極限，固態電池在近年來被寄予厚望，被視為有可能繼承鋰離子電池地位的下一代電池技術。
它采用鋰、鈉等制成的玻璃化合物作為傳導物質來取代傳統的電解液，從而大幅提升了鋰電池的能量密度。雖然固態電池的功率密度相對較低，但其高能量密度和功率重量比卻使它成為電動汽車等應用領域中的理想選擇。
量產難點在哪
在新能源汽車的風口浪尖，固態電池作為被寄予厚望的下一代動力電池，其商業化進程一直備受關注。近日，豐田汽車在技術說明會上放出重磅消息：他們找到了合適的材料，并計劃在2027年至2028年間將固態電池商業化，推出配備這一技術的純電動汽車。然而，這一聲明并未伴隨詳細的技術展示，引發了外界的質疑與討論。
固態電池的優勢顯而易見：高安全性、高能量密度，以及在極端溫度下的穩定表現。這些特性使其成為動力電池領域的明星，各國都在爭相布局。但回顧歷史，我們會發現固態電池的量產之路并不平坦。早在30年前，美國橡樹嶺國家實驗室就宣稱研發出固態電池，但時至今日，大規模量產仍未能實現。
目前，固態電池按材料體系主要分為三大技術路線：硫化物、聚合物和氧化物。日韓企業，如豐田、三星SDI等，主要押注硫化物體系，技術積累深厚。歐洲則偏向聚合物路線，而中國以氧化物體系為主。但不論是哪種路線，都存在基礎性的技術挑戰和成本問題。
硫化物電解質雖被寄予厚望，但其空氣穩定性差，暴露于空氣中會產生有毒氣體，同時性能衰減；聚合物電解質在室溫下離子電導率較低，限制了其商業化應用；而氧化物電解質雖具有較寬的電化學穩定窗口，但也存在界面化學副反應和鋰枝晶生長問題。
成本方面，當前半固態電池的成本已遠高于液態電池。以NCM811液態電芯和半固態電芯為例，半固態電芯的成本增加了約80%，其中固態電解質成本占據半壁江山。考慮到全固態電池在生產工藝、質量控制等方面的更高要求，其成本只會更高。
動力電池的量產需要滿足能量密度、充放電倍率性能、成本、安全性和循環壽命五大指標。實驗室中的研究成果往往只能在某個或某幾個指標上取得突破，要同時滿足所有指標要求才能實現量產。因此，盡管固態電池看似即將迎來商業化曙光，但實際上其量產之路仍然漫長且充滿挑戰。
面對固態電池的高成本和技術難題，一些國產車企已經開始轉向半固態電池的研發和生產。然而，即便是半固態電池，其成本也仍然高昂。以蔚來推出的ET7車型為例，其搭載的半固態電池成本高達25萬以上，這對于大部分家用車來說顯然是難以承受的。
總體來看，固態電池作為下一代動力電池的候選者，雖然具有諸多優勢，但其商業化進程仍面臨諸多挑戰。成本高昂、技術難題待解、生產工藝和質量控制要求嚴苛等問題都是制約其大規模產業化的關鍵因素。未來幾年內，我們或許難以看到固態電池的大規模量產，但其潛在的巨大市場價值和戰略意義仍使得各國和企業不愿放棄這一領域的競爭。
國內水平如何
隨著新能源汽車市場的持續升溫，固態電池作為下一代電池技術的有力競爭者，正吸引著全球車企和投資者的目光。去年12月，蔚來CEO李斌親自駕駛ET7挑戰“1000公里續航”，所搭載的150kWh超長續航電池包成為全球焦點。這款無熱失控軟包CTP電池的電芯能量密度高達360Wh/kg，預計今年4月將正式量產，為蔚來全系車型注入新動力。
在固態電池的賽道上，中國車企和海外巨頭都在加速布局。上汽集團宣布，從2024年起將在不同車型上實現半固態電池的量產應用。長安汽車、廣汽集團等則瞄準了2025年至2026年的時間窗口，計劃推出搭載半固態電池的車型。海外方面，寶馬和日產也分別公布了各自的固態電池研發和應用計劃。
值得一提的是，雖然豐田汽車早前曾宣布在2027年實現全固態電池的量產，但最近卻將這一時間表推遲到了2030年以后。這一調整無疑給固態電池的量產前景增添了一絲不確定性。
然而，中國在全球固態電池領域的研發實力不容小覷。據國家知識產權局局長申長雨介紹，中國在鋰電池特別是固態電池領域是全球主要的技術來源國之一。截至2023年5月，全球固態電池關鍵技術專利申請量中，中國占比高達36.7%，且近五年來年均增長速度位列全球第一。
中信證券新能源汽車行業分析師袁健聰指出，固態電池突破了鋰離子電池的安全與能量密度瓶頸，具有巨大的應用潛力。在中國國內，寧德時代、中創新航、贛鋒鋰業等電池企業以及廣汽埃安、長安汽車等車企都在固態電池領域積極布局。根據業內規劃，全固態電池的量產時間有望在2026年左右實現。
具體到各企業而言，寧德時代在互動平臺上表示，公司已擁有大量固態電池技術儲備，并致力于解決各種工程技術難題。雖然公司當前主推的凝聚態電池比固態電池更快實現量產，但固態電池的研發仍在穩步推進。廣汽集團則宣布，其固態電池已取得突破性進展，計劃在2026年實現裝車搭載。
此外，上汽集團、一汽集團、東風集團等國內車企也在固態電池領域取得了重要進展。其中，上汽集團將在2024年起實現半固態電池的量產應用。
一汽集團開展相關固態電池開發的主體是一汽研發總院新能源開發院電池開發部。根據公開信息，其開發的全固態電池采用硫化物固態電解質技術路線，開發容量10Ah，比能量320Wh/kg、680Wh/L，循環壽命超過500次的全固態電池。
東風集團的第二代固態電池也預計于2024年上半年實現量產搭載，屆時整車續航里程可達1000公里以上。此外，比亞迪早在2016年以前就開始投入固態鋰電池的研發工作，目前在國內的相關專利數量眾多，位列國內前茅。
總體來看，固態電池作為下一代電池技術的有力競爭者，正吸引著全球車企和投資者的目光。雖然量產時間表仍存在一定的不確定性，但隨著技術的不斷進步和產業鏈的逐步完善，固態電池的量產前景日益明朗。
中信證券認為，隨著固態電池產業鏈降本和產業化程度提升，固態電池各環節將充分受益，為新能源汽車市場的發展注入新的活力。中郵證券也表示，預計2030年中國固態電池出貨量將達251.1GWh，2030年市場空間有望達200億元。
