文 | 伯虎財經(jīng) 楷楷
如果說2023年各大車企和電池制造商對固態(tài)電池的態(tài)度還有些謹慎和保留，到了2024年，大家的態(tài)度卻有了180度的反轉(zhuǎn)，固態(tài)電池一夜之間成為新能源行業(yè)的“新風(fēng)口”。
新能源車企率先掀起了固態(tài)電池?zé)岢?，今?月，廣汽埃安旗下昊鉑、上汽集團旗下智己先后宣布固態(tài)電池量產(chǎn)上車，接下來，蔚來、東風(fēng)、奇瑞等紛紛發(fā)布固態(tài)電池研發(fā)成果。
電池制造商自然也不甘落后，寧德時代、比亞迪、國軒高科、欣旺達等均加緊研發(fā)步伐，包括華為也在近日公布了一項硫化物固態(tài)電池發(fā)明專利。
行業(yè)龍頭寧德時代則接著公布了三項固態(tài)電池專利，據(jù)晚點Auto報道，其研發(fā)團隊已擴充至超 1000 人，今年5月，寧德時代還透露了“2027 年小規(guī)模量產(chǎn)全固態(tài)電池” 的時間表。
如此看來，固態(tài)電池正在迎來一場“全民狂歡”，各路選手紛紛“上桌”，是否意味著固態(tài)電池落地應(yīng)用的時代已經(jīng)來臨？執(zhí)牛耳的寧德時代，又能否繼續(xù)成為新技術(shù)的“游戲規(guī)則制定者”？
01 從“半固態(tài)”到“全固態(tài)”
固態(tài)電池即將迎來全面爆發(fā)？答案或許并沒有如此簡單。
眾所周知，固態(tài)電池并非一項全新的技術(shù)，比如豐田早從2006年開始固態(tài)電池研發(fā)工作，目前已擁有超過1300件固態(tài)電池專利；寧德時代在固態(tài)電池方面也研發(fā)投入超過了 10 年。
但固態(tài)電池至今還沒有成為主流的技術(shù)方案，企業(yè)們并非“不想做”，而是“做不到”。相較于當(dāng)前主流的鋰電池而言，固態(tài)電池的優(yōu)點非常明顯。
簡單來說，鋰電池是“液態(tài)電池”，里面的有機溶劑具有易燃性、高腐蝕性等特點，導(dǎo)致鋰電池一旦出現(xiàn)撞擊、進水、高溫等情況，就有可能引起燃燒、爆炸等。
而固態(tài)電池則是將原本的電解液部分或全部替換成了固態(tài)電解質(zhì)，能夠大幅提升電池的安全性、能量密度等。
但正因為固態(tài)電池換上了全新的結(jié)構(gòu)和材料，其生產(chǎn)工藝、材料體系也變得更為復(fù)雜。豐田花了近20年時間做研發(fā)，也還是把固態(tài)電池量產(chǎn)時間表放在2027年，可見技術(shù)仍有不確定性。
寧德時代首席科學(xué)家吳凱更直言，“（固態(tài)電池）有一天你腦子一閃光，搞定；也可能你想三年，啥也想不出來?！?nbsp;復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系青年研究員汪瑩也表示，固態(tài)電池的突破，智力上的付出可能占60%，資金是40%左右。
這也從側(cè)面展現(xiàn)了，當(dāng)前固態(tài)電池的技術(shù)進展依然被卡在核心技術(shù)上，而不僅是投入規(guī)模和資金支持。既然如此，固態(tài)電池為什么在今年突然爆發(fā)？
一方面，雖然固態(tài)電池仍有諸多不確定性，但較鋰電池而言，其在能量密度、安全性上均有明顯優(yōu)勢，可以讓續(xù)航里程超過1000km，實現(xiàn)5分鐘快充，且耐寒耐高溫，堪稱電池界的“六邊形戰(zhàn)士”。
另一方面，隨著動力電池技術(shù)日趨成熟，寧德時代的技術(shù)壁壘逐漸減弱，再加上近期碳酸鋰等原材料成本持續(xù)下降，寧德時代等巨頭通過“買礦建礦”所帶來的成本優(yōu)勢也在縮小。
而且，鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始面臨產(chǎn)能過剩的情形，行業(yè)都需要找到新的技術(shù)突破點和市場增長點。對于部分初創(chuàng)及二三線企業(yè)來說，新技術(shù)和新市場更有望成為突破口，讓它們在激烈的市場競爭中實現(xiàn)“換道超車”。
最后，則是政策紅利，近年政府出臺了多項政策，鼓勵發(fā)展固態(tài)鋰電池，比如9月以來，多地政府都出臺了針對鋰電池、固態(tài)電池及儲能電池等項目的補貼政策。
在行業(yè)需求的引導(dǎo)下，固態(tài)電池“不行也得行”，但當(dāng)前大部分企業(yè)所推出的固態(tài)電池，其實均是“半固態(tài)電池”。
根據(jù)電解質(zhì)液含量的不同，電池可細分為液態(tài)（25wt%）、半固態(tài)（5-10wt%）、準固態(tài)（0-5wt%）和全固態(tài)（0wt%）這4大類。
比如智己L6宣稱首發(fā)搭載“第一代光年固態(tài)電池”，其電池供應(yīng)商清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人李崢表示，“光年固態(tài)電池”加入了10%的浸潤液，依然屬于半固態(tài)電池。
不過，這種“文字游戲”的營銷噱頭，從下半年開始已逐漸減少，大部分車企和電池制造商在提及固態(tài)電池計劃時，都會明確提到“全固態(tài)電池”。
比如太藍新能源、長安汽車聯(lián)合研發(fā)的無隔膜全固態(tài)電池，將于2027年實現(xiàn)批量生產(chǎn)；奇瑞宣布其自主研發(fā)的全固態(tài)電池即將面世，續(xù)航里程有望突破1500公里等。
對新能源產(chǎn)業(yè)來說，從“半固態(tài)”到“全固態(tài)”的轉(zhuǎn)變，意味著固態(tài)電池已不僅是“講好故事”的營銷噱頭，而是明確的商業(yè)未來，各企業(yè)都朝著這個目標(biāo)推動研發(fā)計劃，寧德時代也不例外。
02 紛紛上桌，豪賭未來
據(jù)晚點Auto報道，寧德時代已建成 10Ah 全固態(tài)電池性能驗證平臺，目前正在進入 20Ah 試制階段，如能在這一階段解決安全和性能難題，接下來就能進入生產(chǎn)技術(shù)探索階段。
對寧德時代來說，這其實也是一次“押注”。在此之前，雖然寧德時代已是動力電池行業(yè)的“一哥”，甚至已持續(xù)研發(fā)固態(tài)電池近十年，但其在固態(tài)電池研發(fā)方面的態(tài)度卻不算積極。
今年3月，曾毓群提到對固態(tài)電池的看法，他表示技術(shù)路線上還有很多亟待克服的困難，距離商業(yè)化也很遠，如果以1-9分為固態(tài)電池的技術(shù)和制造成熟度打分，那么寧德時代可以得4分，處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
事實上，不僅寧德時代如此，大部分鋰電池廠過去都在研發(fā)全固態(tài)電池，但卻不會將其當(dāng)成核心項目，更多只是為了保持對前沿技術(shù)的感知。
一則，鋰電池作為當(dāng)前新能源產(chǎn)業(yè)的主流，技術(shù)路線和核心材料都較為成熟，沿著這一路線走下去，企業(yè)的回報更為明確；
二則，固態(tài)電池的技術(shù)突破是行業(yè)難題，無法只靠“砸錢”獲得解題思路，更多是靠智力的“靈感爆發(fā)”。因此，大家都想不出來的問題，也就不急于一時想出來，哪怕最終是由初創(chuàng)公司率先取得突破，大企業(yè)也依然可以快速模仿跟進。
但今年以來，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進程迎來了“小高潮”，越來越多選手開始“上桌”，寧德時代也有了壓迫感。所以，即便全固態(tài)電池仍有變數(shù)，但寧德時代還是不得不“先上桌占位置”。
目前來看，固態(tài)電池主要有硫化物、氧化物和聚合物三種技術(shù)路線，三種路線均有各自的優(yōu)缺點：
硫化物電解質(zhì)中的鋰離子導(dǎo)電率跟液態(tài)相近，但在空氣中不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生有毒氣體，且合成成本較高；氧化物有較好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，但電解質(zhì)導(dǎo)電率低；聚合物是最早實現(xiàn)固態(tài)電池裝車測試的，但卻需要加熱到 60℃才可以獲得足夠的導(dǎo)電率。
綜合來看，硫化物是全固態(tài)電池中潛力最大的，也是諸多動力電池制造商所選擇的主要技術(shù)路徑，包括豐田、三星、松下等海外企業(yè)，寧德時代也選擇了這一技術(shù)路線。
除了硫化物電解質(zhì)是首要的技術(shù)難題之外，寧德時代首席科學(xué)家吳凱還指出，固固界面、鋰金屬負極應(yīng)用、以及全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝等均是固態(tài)電池量產(chǎn)的難題。
不過，固態(tài)電池的研發(fā)進度似乎已經(jīng)開始提速，僅在11月，從電池企業(yè)到各大車企都紛紛提出了新的階段性成果。
比如寧德時代近日公布了三項固態(tài)電池專利，吳凱表示，寧德時代已在 10Ah 的樣品階段找到了解決這些難題的思路。
華為也在近日公布了一項硫化物固態(tài)電池發(fā)明專利，據(jù)公開資料顯示，這項專利可以解決金屬鋰負極與硫化物電解質(zhì)界面的副反應(yīng)問題。
隨著各大龍頭企業(yè)的入局，固態(tài)電池行業(yè)的變革已是一觸即發(fā)，壓力將會轉(zhuǎn)化為動力，全固態(tài)電池技術(shù)突破也只是遲早的問題。
目前來看，車企和電池制造商提出的固態(tài)電池量產(chǎn)時間表，大多集中在2027年左右。大家之所以都要搶這個時間點，是因為在固態(tài)電池專利方面遙遙領(lǐng)先的豐田，已經(jīng)明確旗下固態(tài)電池有望在2027年-2028年量產(chǎn)上車。
盡管寧德時代曾毓群曾對豐田提出的“2027年固態(tài)電池量產(chǎn)上車”的節(jié)點表示質(zhì)疑，但最終還是緊迫性壓過了“質(zhì)疑”，即便固態(tài)電池商業(yè)化依然不明朗，但寧德時代作為新的“電池王者”，顯然不愿讓其他車企取代自己，改寫行業(yè)的游戲規(guī)則。
在這個過程中，華為等國內(nèi)科技龍頭企業(yè)、美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司QuantumScape等“鯰魚”的加入，也進一步攪動了行業(yè)的節(jié)奏，在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)中分一杯羹，成為了眾多參與者的當(dāng)務(wù)之急。
03 多方押注，執(zhí)行業(yè)牛耳
不過，雖然全固態(tài)電池的技術(shù)競爭變得越發(fā)激烈，寧德時代也在今年增加了對全固態(tài)電池的研發(fā)投入，但固態(tài)電池并非寧德時代的“全部”。
近日，寧德時代曾毓群接受了路透社的獨家采訪，其似乎有意淡化固態(tài)電池作為下一個改變游戲規(guī)則的技術(shù)的潛力，更強調(diào)鈉離子電池的應(yīng)用潛力，并稱鈉離子電池未來可能取代超一半的磷酸鐵鋰電池市場份額。
事實上，雖然寧德時代加大了全固態(tài)電池的“注碼”，但在其他技術(shù)層面，其依然有著廣泛的投入和布局。
10月底，寧德時代推出了鋰鈉混搭的驍遙超級增·混電池，其采用了寧德時代的鈉離子電池技術(shù)，專為插混與增程打造，主打長續(xù)航、超快充電、耐饑寒。值得一提的是，寧德時代第二代鈉離子電池已經(jīng)研發(fā)完成，有望于2025年推向市場。
9月，寧德時代透露了其換電站計劃，表示長期目標(biāo)是在全國范圍內(nèi)建設(shè)10000座換電站，換電盟友包括滴滴、廣汽埃安、北汽集團等。
8月，寧德時代發(fā)布全球首款采用磷酸鐵鋰材料并可實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的4C超充電池——神行超充電池，可實現(xiàn)“充電10分鐘，神行800里”的超快充速度。
近年，越來越多對手加入動力電池制造產(chǎn)業(yè)，部分車企為了擺脫對寧德時代的依賴，也開始自研電池或?qū)ふ倚碌墓?yīng)商。
今年前三季度，寧德時代累計營收為2590.45億元，同比下降12.09%，寧德時代的市場份額雖然依然遠超其他動力電池制造商，但也難免出現(xiàn)波動和下滑。
但即便如此，寧德時代的凈利潤水平依然非?？捎^，技術(shù)創(chuàng)新帶來的成本降低是關(guān)鍵。寧德時代每年都會將近一半的凈利潤投入研發(fā)，以2023年為例，當(dāng)年公司凈利潤為441.21億元，其中，研發(fā)投入達到了183.56億元。
從寧德時代的市場份額、利潤情況來看，龐大的研發(fā)投入已經(jīng)轉(zhuǎn)化為核心競爭力，這也是寧德時代能夠不斷涉足新技術(shù)領(lǐng)域，拓展業(yè)務(wù)版圖的原因。
比如寧德時代已經(jīng)布局電動飛機領(lǐng)域，曾毓群透露公司已經(jīng)成功試飛了4噸級民用電動飛機，正積極投入8噸級研發(fā)；另外，全球已有700多艘搭載寧德時代電池的新能源船舶投入使用。
所以，押注固態(tài)電池，或許是一場“賭博”，但對當(dāng)前體量的寧德時代而言，還稱不上“AII IN”。如今的寧德時代，不僅在技術(shù)上擁有領(lǐng)先優(yōu)勢，還能靈活響應(yīng)市場需求，快速開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品，并以品牌方式推廣產(chǎn)品，其早已從單純技術(shù)驅(qū)動，轉(zhuǎn)向技術(shù)+品牌驅(qū)動。
在這樣的背景下，讓大家保持對寧德時代品牌和技術(shù)的新鮮感，可能比全固態(tài)電池上率先取得突破更為重要，技術(shù)品牌化將會賦予寧德時代更多底氣，讓其繼續(xù)成為游戲規(guī)則的制定者。