李斌给蔚蓝新能源出了个难题——为蔚来ET7设计一个150度的电池，让这款轿车的续航里程可以达到1000公里，但电池的重量不能超过600公斤。 搭载蔚来ET7的100度液态电池重量达到555公斤，蔚蓝新能源半固态电池重量仅增加20公斤至575公斤。 显然，这是一种具有更高能量密度的电池。
2021年1月9日，蔚来宣布ET7将采用固态电池技术，次日李斌驳斥了2022年量产的“固态电池”，准确地说是半固态电池的传闻。 2023年12月，李斌驾驶搭载半固态电池的蔚来ET7行驶了1044公里。 预计今年5月和6月，这款半固态电池将出现在蔚来的换电站。
2023年也被许多业内人士视为固态电池技术的第一年。 锂电池的四种主要材料是正极、负极、电解液和隔膜。 电解液和隔膜的作用是实现锂离子的自由穿梭。 固态电池用固态电解质代替电解质，解决电池安全问题。 同时，固态电池可以搭配能量密度更高的正负极材料，提高电池的能量密度。
图视觉中国。
电池技术的迭代本质上是不同材料体系之间的竞争，其演化历史是人类“驯服”不同材料，努力在能量密度、安全性、成本等维度之间寻求平衡的过程，固态电池被认为是可以平衡多种需求的“终极电池”。
在固态电池赛道上，从传统的液态电池巨头到初创企业，都希望复制中国企业过去在液态电池领域的成功。 21世纪初，比亚迪进入电池行业时，磷酸铁锂电池还不是一条成熟的技术路线，但通过技术迭代，最终带动了整个产业链的发展。 固态电池被认为也为产业链提供了这样的出路。
固态电池技术风口
中国固态电池领域的两家“独角兽”企业：青岛能源完成G+轮融资，估值约260亿元; 蔚蓝新能源的估值约为157亿元。 2023年以来，两家“独角兽”公司动作频频。
蔚蓝新能源成立于2016年，拥有蔚来、吉利、华为、小米、路特斯等多家车企和汽车产业链参与者。 蔚来持有近15股股份，是第一大单一股东。
青岛能源先后引进北汽、上汽、广汽等国有汽车集团作为战略投资股东。 2023年5月，上汽集团表示，投资不超过27亿元，间接持有约1529股，成为其第二大股东。
汽车公司之所以押注固态电池技术，正是因为液态电池无法平衡安全性和能量密度。 与液态电池的两条主流技术路线相比，磷酸铁锂电池比三元电池更安全，但能量密度无法与之相比。 蔚蓝新能源董事长于惠根对《中国新闻周刊》表示，固态电池已经获得了机会。
根据电解质材料的不同，固态电池有三种技术路线：氧化物、硫化物和聚合物。 其中，硫化物作为电解质材料具有更高的电导率，但制备难度更大，而我国对氧化物技术更感兴趣。
正是因为中国企业选择了更多的氧化物技术路线，液态电池和全固态电池之间才出现了“灰色地带”，即“半固态电池”。 “根据电解液的含量，电池可分为液态、固液混合态和全固态。 当今市场上的“固态电池”是一个比较笼统的概念，只要加入固态电解液，降低电解液含量，就算是固态电池技术的一种应用。 从液态电池到全固态电池是一个循序渐进的过程，蔚蓝新能源量产的半固态电池已经将电解液含量降低到10以下，属于固液混合态的初始阶段，但当这个比例下降到1以下时，就接近全固态电池了。 “于惠根告诉记者。
电池中的电解液向固态电解质的转变可能会降低电池的能量密度，而能量密度的增加主要取决于正负极材料的变化。 于慧根喜欢把正负极比作两个“怪兽”，电解液只能“驯服”低级“怪兽”，因为可用的正负极材料有限，其能量密度在300Wh kg左右，目前主流液态三元电池的能量密度为260 280Wh kg。 从液态电池到半固态电池，再到全固态电池，驯服“怪兽”的能力其实在提升，可以使用能带来更高能量密度的正负极材料。 “最典型的是负极材料的变化，液态电池的负极材料只能用石墨，蔚蓝新能源交付给蔚来的半固态电池，在负极材料中已经掺杂了硅，最终能'驯服'锂金属负极的可能就是全固态电池了。 “硅阳极的理论克容量是石墨阳极的10倍。
类似的故事也发生在积极的一端。 2019年，“811电池”因多起自燃事故陷入争议，“811电池”是正极材料中镍钴锰含量比为8：1：1的三元锂电池。 于惠根告诉记者，正极材料中的镍含量越高，能量密度越高，但由于镍的活性更高，因此更难被“驯服”。 但半固态电池可以驯服镍含量高达90%的正极材料。
驯服的过程也是电池变得更安全的过程，最直观的表现就是工作温度区的变化，当电流温度超过55时液态电池就会停止工作，而半固态电池、全固态电池会把这个上限提高到。
用余惠根的话来说，固态电池技术的特点是“三高”、高安全性、高温面积、高能量密度，对应着新能源汽车的三大核心焦虑：一是安全焦虑，除非刻意破坏，否则碰撞和过度充电引起的自燃将成为过去。 二是低温焦虑，液态电池冬季“打折”是常态，尤其是磷酸铁锂电池。 虽然固态电池的低温性能没有得到明显提高，但它可以在高温环境下工作，因此固态电池可以绝缘、绝缘、加热，使其在低温环境下不工作。 二是里程焦虑，以蔚来ET7量产的半固态电池为例，标称续航里程超过1000公里。
虽然一些搭载液态电池的新能源汽车也可以达到1000公里的续航里程，但余惠根表示，这些汽车的代价是能耗更高。 “这也是目前很多车企不追求1000公里续航的原因，液态电池能量密度有限，增加续航里程的唯一途径就是增加电池，这样推高了车辆的重量，提高了能耗。 固态电池技术可以通过提高能量密度来增加车辆的续航里程，同时减轻车辆的重量。 ”
他告诉记者，车辆每减重100公斤，能耗可降低3 10，以3的下限为标准，蔚蓝新能源已经为大众计算了一辆续航里程为617公里的新能源汽车，实现同等续航里程，半固态电池， 全固态电池可安装少于3个4度54度电池，分别降低成本3000元、5000元电池成本。
事实上，1000公里的续航里程只是半固态电池的一个起点，理论上半固态电池的能量密度可以更高。 以磷酸铁锂电池为例，电池组的能量密度约为160Wh kg，三元电池组的能量密度为200-250Wh kg，蔚来ES6半固态电池组的能量密度在260 Wh kg以上。 未来，随着新型正极和负极材料的引入，电池分组效率将进一步提高，半固态电池组的能量密度将从现有液态电池组的200 Wh kg提高到300 Wh kg。 安力动力固态电池研发总监姚萌告诉《中国新闻周刊》。
更少的电池，更多的续航里程“，这个故事听起来很美，但前提是成本与液体电池相似。
蔚蓝新能源半固态电池生产线。 受访者提供的数字。
如何“挤桌子”？
当锂电池原材料恢复正常时，锂电池行业正在进行的“战争”无疑会给固态电池技术进入市场带来压力。 降低成本的强烈需求也决定了车企对电池技术路线的选择，磷酸铁锰锂电池的兴起就是明证。
小鹏汽车电池技术高级总监钟亮去年公开表示，将更加关注能够满足低成本和快速充电性能的新型电池技术，例如磷酸锰铁锂电池。
国轩高新技术国际工程研究院副院长朱冠南告诉《中国新闻周刊》，对于动力电池来说，目前磷酸铁锂电池和三元电池的功率多为40 60 kWh和80 120 kWh。 磷酸锰铁锂电池可以填补两者之间的空白，覆盖60至80kWh的电动续航里程，成本也介于两者之间。 “业界一直关注三元电池的成本，尤其是现在磷酸铁锂电池的成本已经接近BOM标准成本，而磷酸铁锰锂电池在控制成本的条件下可以提高电池的能量密度，接近中镍三元电池的水平， 而对三元电池市场份额的影响更为显著。”
磷酸铁锰锂材料早在二三十年前就已经出现，正是在当今降本需求旺盛的市场氛围下，电池厂商和材料厂商加大了研发投入，可以说是当前市场环境催生的技术路线。 朱冠南说。
钟亮曾直言不讳地表示，目前半固态电池的成本太高，是液态电池的两倍。 显然，成本是SLC无法大规模进入市场的主要障碍。
一位电池制造商告诉记者，他感受到了车企对半固态电池态度的微妙变化。 “一年前，电池厂商纷纷向车企发送半固态电池样品，对方表示出浓厚的兴趣，甚至提出了更激进的产品应用路线。 然而，随着去年下半年车企面临较大降本压力，车企对半固态电池逐渐由狂热追求转向谨慎观望。 还有一些新的动力车公司明确推迟了在汽车上安装半固态电池的计划。 ”
一方面，材料的变化正在改变电池的性能，另一方面也在短期内推高电池的成本。 朱冠楠透露，国轩高科的半固态电池成本比三元电池高出5 10倍，主要是因为所用的硅负极材料尚未量产，但未来还有50多个降本空间，有望与现有石墨负极材料不相上下。
钴是镍的3 5倍，固态电池技术可以兼容高镍正极材料，这意味着它比三元电池正极材料使用更少的钴，未来将具有更多的成本优势。 于惠根表示，高镍材料的成本必须低于中镍材料，而目前成本较高的原因是尚未大规模生产。
大规模生产将在降低成本方面发挥重要作用。 至于拐点何时到来，姚萌坦言，业界之所以认为，当产量达到一定数量级时，可以更好的控制成本，是因为达到一定产能水平后，可以独立扶持上游厂商，这意味着电池厂对上游企业有更多的议价空间， 而对于下游车企来说，在一定的产能支撑下，也可以更有信心地推广新车型。“该行业的拐点不同，但主要在10GWh的水平。 ”
蔚蓝新能源**，全固态电池产业化后，将现有液态三元电池成本降低10 20，青岛能源的结论更加激进，预计降成本将达到40%。
降本的前提是量产，而对于固态电池技术来说，目前最重要的是“挤桌子”，不仅仅是在动力电池领域。 储能电池显然是一个比动力电池更“内卷化”的市场，一些大型储能项目的电池采购量已经低至每瓦时0个3 美元。
储能客户的要求是，不能高于现有的磷酸铁锂储能电池，但作为开发较晚的产品，不能没有优势，只能在新技术应用和成本控制之间寻求平衡。 俞慧根坦言，对于半固态电池来说，现阶段最重要的是挤桌子，然后把产品挤完后再迭代。 “今年，与'五大六小'发电企业的合作将陆续落地落地，应用案例的积累意味着它已经成功挤桌。 ”
姚萌认为，在市场导入阶段，需要做两件事，一是在短期内针对细分市场进行有针对性的研发，突出固态电池技术的优势，找到一些液态电池做不到且成本容忍度高的细分市场， 而这样的市场可能不是动力电池市场。其次，在现有的液态电池技术体系下，一些固态电池技术可以提前投入市场，如复合隔膜技术、正负极界面优化技术等，这些技术已经可以导入到现有的业务体系中，这些新技术的成本将提前优化。
姚萌告诉记者，电池的性能可以分为五个维度：能量密度、寿命、速率（快充性能）、成本和安全性。 然而，在半固态电池产品上市初期，很难兼顾这五个维度。
新技术诞生的初始阶段成本一定比较高，动力电池对电池厂商的产能规模和成本控制能力有更高的要求，比如产能规模至少要达到1 2GWh，这对初创企业来说是困难的。 姚萌告诉记者，恩力动力是第一个选择进入无人机市场的，因为无人机市场的痛点可以用半固态电池的优势来弥补，半固态电池对能量密度的要求比较高，而且因为电池体积较小，对电池成本并不比新能源汽车更敏感， 但最终目标必须是进入汽车动力电池市场。
2022年5月9日，在安徽省合肥市的一家新能源公司，员工对磷酸铁锂电池组进行组合激光焊接。 图中的新内容。
“吃螃蟹”的汽车公司
曾被雷军问到余惠根：“你的第一个客户是谁？ 在他看来，这代表了车企对固态电池技术的纠结态度，固态电池技术既不舍进也不落后。 “吃螃蟹”的车企变得尤为重要。
余惠根坦言，蔚来采用换电模式，对成本相对不敏感。 如果采用整车销售模式，可能很难直接反映出较高的电池成本在车价中。 “蔚蓝的下一个任务是降低半固态动力电池的成本，今年可以将它与三元电池的成本差距控制在10以内，未来，随着产量的增加，特别是正极材料成本的降低，半固态动力电池的整体成本将与液态电池持平。 ”
如果半固态电池能够降低到与三元电池相同的水平，那么电池少的优势就会显现出来，安装半固态电池将成为车企降低成本的选择。 余惠根表示，他还在等待这个拐点的到来，真正的“爆发”将在2026年到来，届时将有四五家车企选择蔚蓝新能源的半固态电池。
据记者了解，多家车企和蔚蓝新能源已经在车上推广半固态电池，其中不乏外资车企，其中两家预计将在明年上半年推出。
半固态电池的主要市场是中高端机型，与液态三元电池竞争。 对于动力电池市场半固态电池的“舒适区”，这是业界的共识。 朱冠南认为，600-800公里的续航里程将成为未来中高端车型的刚性需求。
青岛能源设定了到2025年固态电池汽车年销量达到10万辆的目标。
于惠根坦言，今年的核心任务是保障蔚来的需求，现有产能将全力以赴，保证最好的品质，在此基础上，明年我们将在此基础上加大与两家车企的合作。 “蔚来的需求非常明确，现有换电站超过2000个，一些车主在节假日有长途出行需求时，可能会每天租用150度的半固态电池。 ”
半固态电池产能仍处于爬坡阶段。 “在现有产能有限的情况下，蔚蓝新能源现在的逻辑是小步跑，交付半固态电池产品。
二、第三车出厂装车，解决完从0到1的过程，从1到n的过程需要依靠规模来降低成本，今年公司的核心任务是扩大规模，或将确保蔚来第一卫蓝将跻身今年动力电池装机容量前十。 ”
去年年底，Enpower已将03GWh生产线，今年将建成2GWh生产线，以及一条0这条3GWh的生产线将于今年投产。 “我们预计半固态电池的产能将比预期更快，Enpower计划在2025年左右建造一条产能为10GWh的生产线。 “姚萌告诉记者。
同时，蔚蓝新能源也在打通产业链上下游，目前已签约正极材料巨头荣柏科技的阴极涂装生产线。
刚刚过去的2023年被李国刚视为半固态电池量产元年，正式进入产业化阶段，全固态电池产业化将出现在2027-2030年之间。 半固态电池方兴未艾，全固态电池产业化尚未开始，但留给市场参与者的机会已经有限。
固态电池技术仍处于起步阶段，但它至关重要，类似于高速行驶，在切换到另一条高速公路时必须找到正确的入口。 姚萌坦言，业界尊重“吃螃蟹”的车企。 Enpower与国内外领先的车企有着密切的联系和合作，几乎所有的车企都对固态电池技术感兴趣，但现阶段都相当谨慎。 “车企希望电池厂商能够更加积极主动，希望后者能够拿出可以在短时间内在车上测试并具备一定生产能力的半固态电池，然后针对具体车型进行更深入的合作研发。 ”
他认为，车企投资布局阶段已经过去，已经到了半固态电池产业化的门槛，一些初创企业可能很难获得融资，更多的机会留给那些有技术积累，能拿出更成熟产品，但缺乏与车企的紧密合作，共同研发电池厂商。
在固态电池领域，巨头之下有多少机会？
在2023年上海车展期间，宁德时代正式发布了凝聚态电池，称其单体能量密度可达500Wh kg，被业界认为是半固态电池。 此前，2022年6月，宁德时代董事长曾玉群在重庆车展上透露，“除了全固态电池，半固态电池，包括大家从未听说过的凝聚态电池，宁德时代都在搞这个。
姚萌表示，宁德时代、比亚迪等液态电池巨头对固态电池的态度更像是“鸭子划水”，水面平静，水下发力。 “目前，锂电池市场需求巨大，巨头的首要任务是扩大产能抢占市场，新技术肯定会对传统技术的产能布局产生影响，这是巨头的纠缠，而初创企业则没有历史包袱。 然而，巨头们在固态电池方面也有非常坚实的技术储备。 ”
中国能否继续引领潮流？
很多受访者喜欢提到铅酸蓄电池，铅酸蓄电池是19世纪发明的，至今仍占有40%左右的市场份额，等等，对比未来液态电池和固态电池的关系问题，即“长期共存”，谁也回答不出“长期”有多长。
固态电池不会取代所有的液态电池，而是会在考虑性能、安全性和成本后找到合适的应用场景并寻求最佳解决方案。 例如，对于续航里程为500公里的新能源汽车，现有的液态电池可以满足。 但是，在未来有人驾驶飞机的电动化进程中，一方面要保证绝对安全，另一方面要对能量密度有很高的要求，支撑飞机的起降和飞行。 因此，航空领域的电气化只能等待全固态电池，半固态电池无法满足其需求。 “于惠根告诉记者。
那么，在可预见的未来，固态电池将占据多少市场份额呢？
去年年底，EVTark表示，到2030年，大约10个锂电池将是固态电池，其中大部分将是半固态电池。 今年1月，当我国全固态电池产学研协同创新平台成立时，欧阳明高院士**，到2030年，全固态电池将占1.
俞惠根表示，2030年，以储能和电力为主的锂电池市场总规模将达到6TWh，10的市场份额意味着600GWh的需求，市场份额将达到数千亿。
姚萌表示，我国现有和计划生产的磷酸铁锂电池产能占全球产能的比例非常高，因为公司预计未来5-8年，磷酸铁锂电池需求仍将强劲，50多款动力电池和80多款储能电池仍将使用磷酸铁锂电池。 因此，中国企业仍在对磷酸铁锂电池技术进行迭代，在可预见的未来，中国企业仍将占据锂电池市场的主导份额。 而且，在从半固态电池向全固态电池发展的路径上，半固态电池的产能可以相当程度地与现有的液态电池产能衔接，磷酸铁锂生产线可以在成本可控的条件下转换为半固态电池生产线。
显然，能否抢占固态电池出口，不仅关系到个别企业的成功，也关系到国内电池行业的优势能否保持。
在出口“新三”中，新能源汽车与锂电池紧密相连，一辆新能源汽车在40左右的成本来自动力电池，我国拥有众多自主知识产权和完整的产业链，自然不想放弃在这一领域已经建立起来的技术迭代优势， 时刻提防着在这条赛道上再次被“超越”的机会，显然，固态电池技术就被视为这样的机会。
与中国企业选择的氧化物技术路线不同，日本企业更倾向于硫化物技术路线，希望一步到位实现全固态电池。
近年来，日本车企纷纷公布了固态电池的生产和上市时间表。 2023年4月，本田汽车宣布将投资研发半固态和固态电池等新一代电池，并于2024年春季推出投资430亿日元（约合人民币21元）的固态电池示范生产线。8亿元），该技术将应用于2025年后推出的电动车型。日产汽车还将在2024年建设固态电池试制生产线，并计划于2028年开始量产。 丰田希望到2025年推出使用固态电池的混合动力汽车。
2023年10月12日，丰田与日本石化公司出光兴产宣布，将合作量产电动汽车用全固态电池，目标是2027-2028年实现全固态电池的量产和实际使用。 丰田在固态电池领域布局最长，也是全球固态电池专利申请数量最多的公司，拥有1,331项已知专利。 排在第二位的是松下，拥有445项专利。 排在第三位的是Idemitsu Kosan，有272个项目。
事实上，这样的时间表在行业内似乎非常“激进”，甚至有中国公司直言不讳地说，难以置信。
姚萌告诉记者，丰田在硫化物固态电池领域布局很早，在一些关键材料和特殊工艺设备的研发上有很大的优势。 硫化物材料在导电性方面表现非常好，结合了高能量密度、安全性和超快充和长寿命。 十多年前，日本在硫化物固体电解质的研究上取得了重大突破，因此丰田决定走这条技术路线。 只不过，目前在动力电池的产业化方面，可能没有预期的那么大，也就是说，产业化还有很大的提升空间。 “中国在上下游产业的完备性和对新技术的反应速度方面更具优势。 在产业转型的研发方面，中国的能力非常强，其实无论是磷酸铁锂电池还是三元电池，材料都不是中国发明的，中国的优势在于产业转型。 ”
预计到2030年，当氧化物固态电池的成本降低到每瓦时几美分的水平时，硫化物固态电池的成本仍为2元4元瓦时，“目前还处于科研阶段”。
2024年发行3.4.《中国新闻周刊》第1130期。
杂志标题：Power Reevolution： The race to the next generation of batteries（《动力再进化：通往下一代电池的竞赛》）。
记者：陈维山.