中国储能网讯：导语：据国家知识产权局发布，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。

  21世纪，什么是能源的终极形式？这个答案，正在逐渐向人们揭开谜底。

  中国储能网获悉，4月28日，在CIBF2024先进电池前沿技术研讨会上，宁德时代首席科学家吴凯罕见透露了公司车用全固态电池研发及产业化进展。吴凯介绍说，目前公司的技术成熟度，大概在4的水平（以1—9评分体系），宁德时代的目标是到2027年达到7—8的水平，这意味着可以小批量（生产全固态电池），且机会很大，但大批量生产可能仍然会面临成本等问题。

  此前在2023年4月，宁德时代发布了凝聚态电池，单体能量密度最高可达500Wh/kg。该电池采用半固态的胶质电解液，是一种介于液态电池与固态电池之间的技术路线。

  2023年12月，宁德时代在互动平台称，公司致力于解决固态电池的各种工程技术难题，并拥有大量技术储备。

  在本次宁德时代公布的全固态电池时间表里，2027年是其一个重要时间节点，而这也恰恰是日本企业宣布将向市场投放固态电池的时间。

  在这场已经进入紧张倒计时的固态电池国际竞赛中，到底谁能笑到最后？

  什么是固态电池？

  中国储能网查阅公开资料发现，当前，传统液态锂电池的能量密度已经接近350Wh/kg的理论极限，同时仍存在电池热失控等安全隐患。而固态电池具有高安全性、高能量密度、不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发和长循环寿命的特点，克服了传统液态锂离子电池中电解液泄漏、电极短路等现象，降低了热失控的发生概率。正逐渐成为电动汽车、储能设备、便携式设备以及清洁能源领域理想的能源存储解决方案，被全球公认为下一代电池的主流方向。

  固态电池与传统液态电池的核心区别，在于固态电解质取代传统液态锂电池的电解液和隔膜。根据不同的固态电解质分类，固态电池有三大主流技术路线：聚合物固态电池、氧化物固态电池、硫化物固态电池。综合来看，这三大技术路线各有优缺点，各有技术难题待突破，其中硫化物在全固态电池中发展潜力最大。

  在固态电池中，固态电解质是最为关键的部件，其技术路线可分为聚合物、氧化物、有机-无机复合、硫化物等。聚合物固态电解质发展较早，已在部分领域实现应用，但其在室温下离子电导率低，升温后离子电导率提升但存在消耗能量和增加成本的问题；氧化物固态电解质综合性能好，制约其发展的重要因素是电解质和电极之间界面阻抗较大，界面反应造成电池容量衰减；硫化物固态电解质与锂电极的界面稳定性较差，但由于离子电导率极高、电化学稳定窗口较宽，受到了众多企业的青睐，尤其是日韩企业投入了大量资金进行研究。

  不久前，中国科学院青岛生物能源与过程研究所宣布，该研究所先进储能材料与技术研究组在硫化物电解质研究取得新进展，解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题，打通了硫化物全固态电池的大型车载电池制作工艺的最后一道难关，在硫化物软包电池叠片技术上取得关键性突破，但目前处于产线实验阶段。中科院青岛所的目标是在2026年实现硫化物全固态电池批的量产。

  生产成本过高是量产最大难点

  目前，由于受到材料技术、制备技术还不够成熟，生产成本过高等因素的制约，行业普遍认为全固态电池产业化至少还需5年时间。

  吴凯对此表示，从宁德时代全固态电池的技术成熟度和制造成熟度来看，有望在未来3年逐步进入成熟期，真正开启量产化进程。他还透露，目前解决方案进展比较快的硫化物路线，率先量产的可行性较大。

  吴凯总结说，全固态电池要率先解决的问题主要有四方面：一是固固界面的问题；二是锂金属负极的应用问题；三是硫化物电解质在空气中不稳定及成本问题；四是全固态电池的生产难题。对此，宁德时代研发了单晶正极多层级全包覆技术，还研发了多功能复合粘结剂，帮助稳定极片导电网络。

  据吴凯介绍，针对锂金属负极使用时候的锂枝晶问题，公司认为相变自填充技术是可行方案。同时，宁德时代还优化了锂金属负极的多相导锂界面，构筑界面离子传输“高速公路”，使锂金属负极循环平均库伦效率大于99.9%。

  针对硫化物电解质的环境稳定性问题，宁德时代开发了表面疏水层可逆包覆技术，实现高空气稳定性电解质的制备。除此以外，目前电解质的价格1公斤在5万元以上，通过开发新型合成路线和低含锂量材料，新的合成方案可以降低量产成本。

  不过，虽然宁德时代公布了全固态电池小批量生产的时间节点，但这里要强调的是，吴凯也明确提到“大批量生产可能仍然会面临成本等问题。”据日本科学技术振兴机构估计，在设施方面，制造全固态电池所需的设施成本是目前锂离子电池的10至20倍。材料方面，该机构表示，全固态电池的生产成本达到采用液态电解质的锂电池的4-25倍，电解质在材料成本中占到76%。

  据了解，液态锂电池的成本大约在120-200美元/KWh，预计2026年固态电池的成本大概是800美元/kWh。这也意味着，仅70kWh的固态电池成本便接近40万元。

  因此，降本已经成为固态电池产业化的的关键突破口，丰田正是在其固态电池技术取得关键突破后，向外界公布了其电动汽车电池的尺寸、成本和重量减半的雄心。

  群雄逐鹿的固态电池赛道

  目前，全球范围内固态电池主要处于研发和试制阶段，由于日韩和欧美等海外企业主攻硫化物技术路线，致力于全固态电池，因此产业化进程相对缓慢。而多数国内企业主攻氧化物技术路线，选择了产业化较为容易的半固态电池作为过渡阶段产品。

  另据国家知识产权局发布的信息，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。这表明中国在固态电池技术研发与产业化方面已显现领先态势，并且部分企业已进入半固态电池量产阶段。

  中国储能网注意到，目前，以卫蓝新能源和赣锋锂电等为代表的中国企业已经实现了半固态电池的量产装车。北京太蓝新能源也成功研发出全球首款能量密度高达720Wh/kg的“车规级”全固态锂金属电池。宁德时代也宣布，公司的凝聚态电池能量密度已经达到了最高500Wh/kg，续航里程可达1500km。

  此外，领新新能源的20GWh大容量凝胶聚合物固态电池的项目，拟投资106亿元，2024年实现3GWh建成投产，2026年实现10GWh量产。上汽集团与清陶能源共同设立在乌海市投建了10GWh固态电池零碳产业园区。而近日上汽智己发布的最新车型智己L6，应用了准900V超快充固态电池，而广汽集团也表示，全固态电池在能量密度、安全性和制造技术方面已实现阶段性突破，并计划在2026年完成全固态电池开发。

  业内人士认为，在动力电池市场，短期看半固态电池，长期要看全固态。可以预见，今后3年在全固态电池这个竞争激烈的赛道上必将战火连绵。等赛完这场国内群雄大会，2027年，中国锂电企业还将迎战渡海西来的日本高手，那将是一场更残酷的决定未来数十年电池产业链格局的世界之战。谁能笑到最后？我们拭目以待。