最近金牛王，来自清华大学的一则科研新闻再次引发了锂电池行业的不小震动。
清华大学化工系张强教授团队的一项研究成果近期在线发表于顶级期刊《自然》，该研究为开发实用化的高安全性、高能量密度固态锂电池提供了新思路与技术支撑。
面对固—固材料之间因刚性接触导致的界面阻抗大，以及电解质在宽电压窗口下难以同时兼容高电压正极与强还原性负极的极端化学环境等难题，该研究团队成功开发出一种新型含氟聚醚电解质，构筑出能量密度达604 Wh kg⁻¹的高安全聚合物电池，解开了锂电池续航与安全不可兼得的难题。
当前的锂电行业的科研发展方向预期比较一致，就是高能量密度的固态电池。从上述最新科研新闻也不难看出，涉及材料和化工领域的很多问题并没有在产业界得到充分的解决，很多最前沿的相关研发进展都还停留在高校科研单位的实验室中，不过大的方向确实已经比较确定。
也可以说，在锂电和汽车行业，得固态电池者，将会“得天下”。
从半固态到全固态的发展链
固态电池最关键的是要解决锂电池的能量密度问题，能将电动车的续航能力大幅提升。同时，固态电池在本质安全性、低温电量衰减、电池循环寿命等全方位的性能上，都能取得优势。
可以说，全市场都在等固态电池对传统锂电池的大面积替代。
然而，正如前文所述，当前固态电池的技术路线其实还没有被确定。
比如在电解质方面，行业内的头部企业对聚合物、硫化物、氧化物以及卤化物固态电解质路线还存在分歧。
在正极材料端，日本的丰田和日产等都倾向采用高镍三元正极，而我国的一些企业则将研发重点投入到钴酸锂、富锂锰基、氧化物、硫化物正极材料。
而在负极材料方面，石墨产品、硅碳产品、锂碳复合负极材料等也都是当前正在测试和研发的主流材料，并不统一。
但无论上述材料方面技术路线如何，比较确定的是固态电池发展路径——就是行业将从量产半固态电池开始，最终走向全固态电池的普及。
这里面最重要的当然是技术成熟度问题和量产难度问题。半固态电池和当前的主流锂电池技术标准更加接近金牛王，更容易研发和量产。
而全固态电池则依然面临短期难量产、高成本、产业链不完整、高界面阻抗等多重挑战。
相较之下，半固态电池的商业化进程相较于全固态的发展明显更快，已经到了可商业化量产的阶段。
其中一个比较有影响力的商业化落地项目就是上汽集团官宣的“全球首个批量上车的”半固态电池。据其官网在今年8月份披露，半固态电池将最先在全新MG4批量上车，该车型版本将于今年内批量交付。
据官网描述，这款半固态电池由上汽清陶研制，在低温放电功率、低温能量保持率等指标上全面领先，在安全性上也借助半固态电解质等底层材料的技术突破，通过了非常苛刻的测试。
据东吴证券研报，上汽清陶的这款电池中的电解液含量已降至5%。电池系统能量密度可达400Wh/kg，支持12分钟快速充电400公里，循环寿命较传统电池提升超过30%。在-7℃的环境下，搭载该电池的车型续航达成率较传统磷酸铁锂电池高出约13%，极寒放电功率提升超过20%。
令我比较意外的是，这款新MG4的预售价格为7.38万元-10.58万元，假设搭载半固态电池的版本为最高配，那么价格依然不算高阶，看起来在成本控制方面，上汽也比较有底气。
这背后是清陶在干法工艺上取得了重要的进展。相较于湿法，干法通过摒弃溶剂，能够大幅缩减工序、降低能耗和生产成本，是电池制造降本的理想路径。比如，利用干法工艺能够解决锰基正极在液态体系中的根本问题，释放其低成本、高电压的优势。
决战2027年
除了上汽集团以外，以宁德时代、比亚迪为首的中国动力电池行业巨头都在积极布局固态电池领域。
随着市场需求的持续增加和固态电池技术不断进步与突破，预计全球固态电池出货量在2025年和2030年将分别达到10GWh和614.1GWh，市场空间继续扩大。
全固态电池作为终极目标，是无法回避的一项挑战。国信证券预计2030年全球全固态电池的市场空间为1138亿元。
对于全固态电池的产业化落地来说，2027年将会是一个比较关键的年份。宁德时代此前已经明确将在2027年实现全固态电池小批量生产。比亚迪计划于2027年前后启动全固态电池的批量示范装车应用。一汽全固态电池项目计划在2027年实现小批量应用。
此外，长安汽车、上汽集团和奇瑞汽车此前也表示，计划在2027年左右实现全固态电池的量产或装车验证。
动力电池行业内的重要“参赛者”亿纬锂能、国轩高科、欣旺达、孚能科技等也都在今年披露过各自的全固态电池的最新进展，各方都在“你追我赶”的进程中，只不过在技术路线不确定性、成本问题、产业化问题、诸多技术瓶颈等问题依然存在的当下，各家企业要想推出真正获得市场认可的全固态锂电池产品，依然任重道远。
另一方面，日本、韩国相关的企业也在固态电池领域大举投入，取得了不少进展。中国企业的国际竞争压力也不容小视。
比如，日本出光兴产与丰田联合开发的全固态电池距离实用化已近在咫尺。
据日媒报道，出光于1994年确立了作为固体电解质原料的硫化锂的制造技术。经过持续不断的研发，于2013年开始与丰田联合开发全固态电池。丰田已决定在预定2027～2028年发布的新款电动车上采用出光的固体电解质。
其最新的研发进展表明，日本企业在固体电解质这一关键材料的研发上，尤其是离子导电性、耐水性和材料柔性等方面，走在比较前列的位置。
而从丰田决定2027～2028年发布采用全固态电池的新款电动车来看，国内主机厂锚定2027年这一“关键决战年”的策略比较中肯。
尾声
总结来说，尽管半固态技术有望率先批量落地，但被视为过渡方案的它仍无法完全满足未来需求。即便当前还面临诸多难题，全固态电池作为整个行业的重中之重，势必在2027年左右迎来关键的商业化落地“决战年”。
另一方面，除了电动汽车和储能设备之外，在消费电子产品和机器人等前沿科技领域，固态电池的应用潜力也不应被忽视。
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