固态电池是一种使用固体电解质替代传统液态电解质的新型电池，
被行业公认为是下一代电池，未来颠覆性的碳中和技术。
进入2024年以来，固态电池频频引发市场关注。日前，固态电池领域再度传来重磅消息，辉能科技宣布全球首条固态电池生产线已正式投产，其固态电池采用锂陶瓷电池技术，充电12分钟，可实现续航1000公里。
另外，辉能科技还表示，该固态电池充放电循环寿命超1000次，就算在-30℃极寒天气下也不惧影响，这些性能乍一看有望颠覆现有的锂电池体系
。
广汽埃安总经理古惠南日前表示：广汽埃安将在2026年实现全固态电池量产搭载。
2月29日，山西孝义经济开发区、鹏飞集团、福建巨电联合举行年产10GWh固态锂电池及PACK制造生产项目签约仪式。
与液态电解质相比，固态电解质具有不易泄漏、不易燃爆、耐高温高压、能量密度高等优点。此外，固态电池还具备长循环寿命、高安全性能、快速充电、宽温域工作范围等优点。
什么是固态电池？
固态电池到底厉害在哪？目前发展到那一步了？哪些企业在布局？
固态电池
是一种电池科技。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。
由于科学界认为锂离子电池已经到达极限，固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池地位的电池。固态锂电池技术采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，大大提升锂电池的能量密度。
与液态电解质相比，固态电解质具有不易泄漏、不易燃爆、耐高温高压、能量密度高等优点。此外，固态电池还具备长循环寿命、高安全性能、快速充电、宽温域工作范围等优点，因此被行业公认为是下一代电池。
然而，固态电池也面临着一些技术挑战，如固态电解质材料中的锂离子电导率偏低和界面电阻太大等问题。
固态电池想要从实验室走入生产线，还要有多重难关攻克。与传统的液态电池相比，固态电池的需要在极片、电解质、固固界面及封装技术等多方面进行改动。换句话说，液态电池生产流程很难全部复用到固态电池上，固态电池在材料、配方、制造工序等部分核心环节上需要重新探索。
而每个环节都需要漫长的时间才能得以验证。以工序为例，电池生产过程涉及 50多道工序，而前一个工序的成品就是后一个工序的原料，改进一个工序，意味着也要修改前后工序，往往牵一发而动全身。
尽管固态电池的发展仍然处于初级阶段，但随着技术的不断进步和成熟，预计固态电池将在未来成为主流电池技术之一。
目前，全球固态电池市场正处于快速发展阶段，许多知名的电池企业和汽车企业都在积极研发和生产固态电池。未来，固态电池将在电动汽车、可穿戴设备、航空航天等领域得到广泛应用，并为我们的生活带来更多便利和可能性。
目前市面上的电动汽车普遍搭载的是液态锂电池，能量密度上已经接近理论值的天花板300Wh/Kg，要想达到更高的能量密度，只有将现在的液态电解质升级为全固体电解质，进而可以选择活性更高的金属负极，来提高电池的能量密度。理论上讲，300Wh/Kg不过是全固态电池的起点，它能够将能量密度大幅提升至锂离子电池的2倍。而固态的形式体积更小，不易挥发不易燃，在安全性、充放电速度和循环寿命等方面也具有无可比拟的优势。
从性能对比来看，理论上，固态电池在离子电导率、能量密度、耐高压、耐高温、循环寿命等各项指标均优于液态电池，兼顾了传统液态锂电池无法兼顾的高能量密度和高安全特性，成为电动汽车的理想电池。固态电池的优势，主要体现在：
（1）高安全性：高安全性是固态电池的首要优势。传统液态电池在大电流下工作负极有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致内部短路；液态电池采用有机电解液，当电池在温
度
过高或内部短路等异常情况下，存在自燃甚至爆炸的危险。
固态电池采用固态电解质，固态电解质具有不易燃、耐高温、化学活性低等特性，且能够有效抑制锂枝晶生长。
因此，固态电池能够大幅提升电池的安全性。
（2）高能量密度：传统液态电池的能量密度已经接近 350Wh/kg 的理论极限。固态电池的电化学窗口宽，能够承受更高的电压（5V 以上），材料可选择的范围更广。因此，可以通过采用高比容量的正极、负极材料，使得能量密度达到 500Wh/kg 甚至更高。
（3）体积小：传统液态电池需要使用隔膜和电解液，二者占据了电池中近40%的体积和25%的质量。固态电池使用固态电解质取代液态电池的隔膜和电解液，正负极之间的距离
可以缩短到只有几到十几个微米，从而大幅降低电池的厚度。
因此，同样的电量，固
态电池的体积将变得更小。
（4）宽温区运行：目前的电动车在冬季续航里程下滑明显，主要原因在于液态电解质在冬季流动性下降。固态电池可以在更广泛的温度范围内（-30℃至 100℃）稳定工作，尤其是在低温环境下，其性能表现更为优异，成为解决电动车冬季续航里程的利器。
随着液态电解质含量逐步下降，固态电池的发展路径大致可以分为半固态（5-10wt%）、准固态（0-5wt%）、全固态（0wt%）等阶段，其中半固态、准固态使用的电解质均为混合固液电解质。目前在全球范围内，全固态电池主要处于研发和试制阶段。目前制约全固态电池产业化的主要局限在于：材料技术、制备技术还不够成熟，生产成本过高。行业普遍认为全固态电池距离大规模产业化至少还需5年时间。
在全固态电池正式进入商业化阶段之前，半固态电池或许是很好的过渡技术解决方案。
半固态电池使用的是固液混合电解质，电池中电解液的含量占比在 5-10%之间，增加涂 覆固态电解质，其电化学原理与液态锂电池相同，基本可以沿用现有成熟的电池制造工艺，生产难度小于固态电池。
全固态电池是全球公认的下一代电池，被列入中国、美国、欧盟、日韩等主要国家的发展战略。全球企业都在积极布局固态电池，全固态电池成为下一代电池技术竞争的关键制高点。
从全球固态电池产业布局来看，中国参与的企业最多，包括传统电池企业、初创电池企业、整车企业等；其次是日本，技术实力最强；美国以一些初创企业为主；欧洲主要是车企和美国的初创企业合作；韩国企业不多，但实力也强。
2023 年国内半固态电池装车量突破 GWh 级别，正式开启产业化进程。根据高工锂电数据显示，截至 2023 年 12 月，国内半固态电池的产能规划累计已接近 300GWh，落地产能约 15GWh，出货量突破 GWh 级别。其中，以初创电池企业卫蓝新能源为代表，其半固态电池装车量达 0.8GWh，主要搭载在蔚来汽车。据高工锂电预计，2024 年国内搭载（半）固态电池上市的新车型将超过5款，出货量有望迈向 5GWh级别。
在关键材料方面，部分企业已经成功研发出固态电解质，有些处于中试、送样客户阶段，有些已实现小批量供货。整体来看，目前固态电解质的产业规模尚小，但具备一定的规 模化基础。
2023
年国内半固态电池实现小批量装车，2024 年加速量产。
国内企业多以半固态电池 为主，海外企业基本为全固态电池。国内企业的半固态电池率先进入量产阶段，部分企业的半固态电池已经在相关车型上得到装车验证，并于 2023 年实现小批量生产。2024年将有更多企业的半固态电池启动量产。日韩、欧美等海外企业的固态电池量产时间集中在 2026-2030 年。
未来随着固态电池技术不断进步，成本逐渐呈下降趋势，尤其是国内半固态电池产业化进程已开启，固态电池的市场规模将得以快速增长。根据 EVTank 发布的《中国固态电池行业发展白皮书（2024 年）》，预计到2030 年全球固态电池的出货量将达到 614.1GWh，在整体锂电池中的渗透率预计在 10%左右，市场规模将超过2500 亿元，其中主要为半固态电池。
全球首条固态电池生产线已正式投入运营，这一消息无疑引发了业界震动。
然而，目前全固态电池的成本仍然高昂，其材料和制造成本相较于锂离子电池高出4~25倍。要想降低成本，必须得寻找新的材料并不断改进工艺。否则，这个高昂的成本就难以削减。预计到2030年，全固态电池才有望真正实现产业化。
储能日参整理；
参考资料来源|东莞证券、东吴证券等
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