憑藉高能量密度和安全性等多維優勢，全固態電池被視為未來電池的終極形態。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高日前在中國全固態電池產學研協同創新平臺成立大會上表示，全固態電池是下一代電池技術競爭的關鍵制高點，相較液態電池具備顛覆性的技術潛力。
現階段，全固態電池產業化仍然面臨一系列科學難題。有動力電池廠商人士對第一財經表示，電極材料和電解質材料是全固態電池主要的技術難點。歐陽明高預計，全固態電池2030年有望實現產業化。
全固態電池技術具顛覆性
在固態電池技術路線的選擇上，國內企業是以固液混合為主。歐陽明高表示，半固態電池是提升安全性的技術之一，但不屬於顛覆性技術。
上述動力電池廠商人士也表示，半固態和全固態電池其實不是一回事，要分開看待。“半固態是將電解液含量從1逐漸減少趨於0，但全固態電池完全去除電解液，整個體系就變了，要完全解決固-固（固態電極與固態電解質）介面等各種問題。”
也有機構研究人員對第一財經表示，半固態電池是偷換概念。“目前半固態電池低成本、安全效能打不過鐵鋰，高能量密度方面現階段高鎳已經夠了。”此前半固態電池被視為全固態電池的過渡產品，得以率先步入市場。
理論而言，全固態電池具備高安全性、高能量密度以及高功率。
安全性方面，硫化物固態電解質的熱穩定性可以保持到300℃，較液態電解質增加了200℃的安全空間；全固態電池可以做成雙極板，不論是單體電池還是電池模組都有高能量密度潛力；高功率方面，鋰離子在固態電解質中傳遞速率更高，充電速度可以大幅提升。
孚能科技（688567.SH）董事長王瑀認為，發展到最後，電池能量密度增加，安全方面一定要靠固態電解質來解決，也只有固態（電解質）才能讓更高能量密度的材料得到應用。
全固態電池產業化穩步推進
作為下一代電池首選方案之一，全固態電池已被我國列入國家發展戰略。
2020年國務院釋出的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》指出，加快固態動力電池技術研發及產業化，這是首次將固態電池研發上升到國家層面。2024年1月9日，工業和資訊化部副部長辛國斌在國新辦新聞釋出會上表示，支援企業開展聯合創新，加大全固態電池等技術攻關，進一步提升產品市場競爭力。
在國家政策支援下，儘快學術研究領域暫時落後，但我國全固態電池的產業化仍在穩步推進。
從專利數量來看，我國和佈局較早的日本還有一定差距——2022年7月《日經中文網》的一項調查資料顯示，2000-2022年3月末，豐田擁有1300多項全固態電池專利技術；而根據智慧芽全球專利資料庫，截至2023年10月，我國擁有全固態電池授權專利最多的企業專利數量也不足100項。
“從學術角度來看，日本確實在全固態電池的技術儲備比較好，但是我們現在也追的很快，從成果的角度沒有差多少。”上述機構研究人員表示。
廣汽埃安在2023年年末表示，將於2026年實現全固態電池的量產裝車，首發高階品牌昊鉑；長安汽車計劃於2027年之前推動重量能量密度達到350-500Wh/kg、體積能量密度750—1000Wh/L的全固態電池，2030年實現全面普及。
而2008年就開始從事全固態電池研究的豐田則將全固態電池預計量產時間從2027年推遲到了2030年以後。
中國電動汽車百人會副理事長董揚認為，日本在研發和專利方面的優勢，不一定意味著日本在固態電池領域的勝勢，一方面，我國目前固態動力電池研究並不落後，在世界科學期刊發表文章數已居世界第一；另一方面，日本雖然在研發方面處於強勢，但中國有全球最大的新能源汽車市場，未來在固態電池的產業化方面有望實現領先。
關鍵材料廠商加速技術、產品升級
中國電動汽車百人會理事長陳清泰在上述全固態電池大會上表示，我國是否能夠順利闖過固態電池技術和量產關口，是確保實現汽車強國、保持全球領先地位的關鍵一戰。
現階段，全固態電池產業仍需持續提升關鍵材料等基礎支撐能力，不斷夯實全固態電池發展的基礎。
正極材料仍然是決定全固態鋰電池能量密度的關鍵因素，國信證券預計2030年全固態電池正極需求量為1.9萬噸，市場空間約為56.5億元。
理論而言，全固態電池正極仍可沿用現在的磷酸鐵鋰、三元材料等體系，但現有材料電池能量密度難以進一步提升。
“肯定是高電壓會合適一點。”上述機構研究人員稱。其中，富鋰錳基作為新興正極材料具有更高能量密度上限和電壓平臺，有望成為全固態電池未來正極材料最優選擇。富鋰錳基正極材料理論上約300mAh/g左右的克容量，較三元鋰電池最高可高出50%，4.5V的額定電壓也較三元電池的3.7V有明顯提升。
上市公司中，容百科技（688005.SH）低鈷富鋰錳基材料處於中試階段，適配於硫化物體系的全固態電池正極（改性高鎳三元）處於小試階段。2022-2025年衛藍新能源將向容百採購不少於3萬噸固態電池正極材料。
當升科技（300073.SZ）自主研發固態鋰電正極材料、新型富鋰錳基等多款先進正極材料。2021年12月，公司與衛藍新能源達成戰略合作，衛藍擬在2022-2025年期間向當升採購2.5萬噸以上固態鋰電材料；2022年7月，公司與清陶能源達成戰略合作，在2022-2025年期間採購不少於3萬噸固態電池正極材料。
負極材料中，由於矽理論比容量高達4200mAh/g，是目前石墨類負極材料的十倍以上，矽基負極或成為全固態電池負極材料主要解決方案之一。國信證券預計2030年全固態電池負極需求量為0.23萬噸，市場空間約為25.4億元。
翔豐華（300890.SZ）開發的矽碳負極材料產品處於中試階段，已具備產業化條件。公司與清陶能源簽訂戰略合作協議，雙方將在固態/半固態電池負極材料關鍵技術研發、供應等方面達成全面戰略合作。
固態電解質主要包含三條技術路線，分別是聚合物、氧化物、硫化物。“這些技術路線各有利弊。”上述相關人員表示，目前還沒有大規模產業化的技術路線，只能說硫化物的進度要快一些。
從各國對技術路線的選擇來看，日韓企業多選擇硫化物電解質路線，歐美則選擇氧化物技術路線居多，中國三種電解質路線均有佈局。
2021年1月，寧德時代（300750.SZ）曾公開一項“一種硫化物固態電解質片及其製備方法”相關專利；清陶能源第一代電池選擇了氧化物+聚合物的技術路徑，第二代固態電池選擇了氧化物+鹵化物+聚合物的路徑；蜂巢能源則對硫化物和氧化物固態電解質均有涉及。
