2025 年 5 月 22 日,中國汽車工程學會發(fā)布《全固態(tài)電池判定方法》團體標準,首次明確全固態(tài)電池定義 ——離子傳遞完全通過固體電解質實現(xiàn),與混合固液電解質電池形成嚴格技術分界。這一標準的出臺,標志著行業(yè)從 “概念炒作” 正式邁向 “技術落地”,全球能源競爭格局迎來關鍵轉折點。中德車企近期在全固態(tài)電池領域取得重大突破:寶馬 5 月 20 日啟動搭載美國 Solid Power 硫化物電池的 i7 原型車路測,目標續(xù)航提升 80% 至 900 公里;奇瑞 Exlantix ET 驗證車同期完成公開測試,采用與國軒高科聯(lián)合研發(fā)的復合電解質方案,當前能量密度 350Wh/kg,計劃 2027 年量產能量密度 600Wh/kg 的電池。
與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,全固態(tài)電池的核心革新在于用固態(tài)電解質替代液態(tài)電解液,徹底解決了液態(tài)電池易燃燒、能量密度瓶頸等致命缺陷。以梅賽德斯 - 奔馳測試車為例,其固態(tài)電池能量密度達 450Wh/kg,續(xù)航突破 1000 公里,充電速度提升 3 倍以上。這種技術跨越不僅是電池性能的量變,更是能源存儲范式的質變 ——固態(tài)電池被視為鋰電池的終極形態(tài),其規(guī)?;瘧脤⒅匦露x人類對‘能源密度’的認知上限。
金屬材料:固態(tài)電池的核心支撐
鋰:儲能的核心載體
作為鋰離子傳導的關鍵元素,鋰在固態(tài)電池中占據(jù)不可替代的地位。全球鋰資源主要集中在智利、澳大利亞等地,但中國通過技術創(chuàng)新(如寧德時代硫化物路線)大幅降低對海外鋰礦的依賴。值得注意的是,鋰金屬負極的應用將能量密度提升至傳統(tǒng)石墨負極的 10 倍以上,但需突破鋰枝晶生長的技術難題。
鈷與鎳:正極材料的性能調節(jié)器
鈷用于提升正極材料的穩(wěn)定性,鎳則通過高鎳三元體系(如 NCM811)大幅提升能量密度。然而,鈷資源的稀缺性(剛果占全球產量 68%)和鎳的地緣政治風險(印尼占 30%)促使行業(yè)探索替代方案,如磷酸鐵鋰(LFP)和鈉離子電池。
稀有金屬:電解質的隱形冠軍
鋯(全球 80% 儲量在澳大利亞):用于氧化物電解質 LLZO 的制備,中國通過納米化技術將鋯基電解質粒徑降至 100nm,離子電導率提升 60%。
鑭(中國占全球產量 70%):作為稀土元素,在石榴石型電解質中發(fā)揮關鍵作用,中國憑借資源優(yōu)勢主導鑭系材料研發(fā)。
鍺(中國占全球產量 67.9%):硫化物電解質的核心原料,其稀缺性促使企業(yè)開發(fā)低成本替代方案(如中國科大的氧氯化鋯鋰電解質,成本僅 7 美元 /kg)。
相關龍頭企業(yè) 政策護航下的 “換道超車”
寧德時代:作為全球動力電池龍頭,其硫化物路線全固態(tài)電池已進入 20Ah 電芯試制階段,計劃 2027 年小批量生產,并與寶馬簽訂 200GWh 獨家訂單。通過 AI 驅動的 “智能材料設計平臺”,研發(fā)周期從 18 個月縮短至 3 個月,硫化物前驅體成本比日韓低 35%。
國軒高科:建成國內首條全固態(tài)電池中試線,良品率達 90%,硫化物電解質離子電導率達 16mS/cm,三維介孔硅負極容量達 1800mAh/g,樣件已開啟裝車測試。
政策賦能:中國通過 “揭榜掛帥” 機制集中攻關硫化物路線,《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確支持固態(tài)電池產業(yè)化,預計 2030 年市場規(guī)模超 2500 億元。
未來圖景:2027-2030 年將是全固態(tài)電池量產關鍵期。隨著技術迭代,其成本有望從當前的 2-3 倍于液態(tài)電池降至平價水平。更深遠的影響在于,固態(tài)電池將重塑能源生態(tài) —— 與 800V 高壓平臺結合實現(xiàn) “充電 5 分鐘,續(xù)航 200 公里”,與氫燃料電池形成 “乘用車用電、商用車用氫” 的互補格局,推動全球能源向 “高效、安全、可持續(xù)” 躍遷。
結語:固態(tài)電池的 “寒武紀時刻”
當豐田喊出 “充電 10 分鐘,續(xù)航 1200 公里”,當寧德時代與寶馬簽訂 200GWh 訂單,當中國率先建立全球首個全固態(tài)電池標準,一場靜悄悄的能源革命正在發(fā)生。這場革命不僅關乎電池技術的突破,更關乎全球產業(yè)鏈的重構 —— 誰能率先突破材料瓶頸、建立量產優(yōu)勢,誰就能在未來的能源競爭中占據(jù)制高點。正如寒武紀生命大爆發(fā)重塑地球生態(tài),固態(tài)電池的產業(yè)化進程,或將開啟人類能源利用的新紀元。
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