“創(chuàng)新不等于量產(chǎn)，量產(chǎn)（產(chǎn)業(yè)化）不等于商業(yè)化，想真正商業(yè)化，還要考慮實(shí)際場(chǎng)景的技術(shù)驗(yàn)證、市場(chǎng)適配、法規(guī)合規(guī)等難題。”

文 / 巴九靈（微信公眾號(hào)：吳曉波頻道）

一個(gè)多月前，英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》拋出了一個(gè)問(wèn)題：中國(guó)會(huì)成為史上第一個(gè)“電力帝國(guó)”嗎？

外媒并非突然大開(kāi)腦洞。數(shù)據(jù)顯示，2024年中國(guó)年發(fā)電量飆至10萬(wàn)億千瓦時(shí)，是美國(guó)的2.5倍，占全球發(fā)電總量近三分之一。不過(guò)，《金融時(shí)報(bào)》只從發(fā)電角度來(lái)談“電力帝國(guó)”的可能性，從另一個(gè)角度——儲(chǔ)能（電池）而言，全球各國(guó)依舊處于激烈競(jìng)爭(zhēng)中。

而今年以來(lái)，國(guó)內(nèi)關(guān)于電池的火爆消息接踵而至。今年10月，鋰電業(yè)百億級(jí)投資密集落地，各大企業(yè)加速擴(kuò)產(chǎn)，行業(yè)進(jìn)入新一輪的擴(kuò)產(chǎn)周期。今天，我們就通過(guò)盤(pán)點(diǎn)近期以固態(tài)電池為代表的技術(shù)突破，探討一下中國(guó)成為一個(gè)超級(jí)“電池帝國(guó)”的可能性。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

狂飆中的固態(tài)電池

最近，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)火出圈的概念，叫作“固態(tài)電池”。

二月伊始，工信部八部門(mén)就明確將固態(tài)電池列為重點(diǎn)攻克方向，隨后從中央到地方，支持其發(fā)展的重要文件紛至沓來(lái)。在產(chǎn)業(yè)端，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有21家電池企業(yè)、九大車企宣布量產(chǎn)“固態(tài)電池”。如奇瑞公布的“固態(tài)電池”續(xù)航高達(dá)1500km，相當(dāng)于滿電從杭州一口氣跑到北京。

圖源：工業(yè)和信息化部

所謂的固態(tài)電池，相對(duì)于常見(jiàn)鋰電池，最大的區(qū)別是電解質(zhì)從液態(tài)變成了固態(tài)，且沒(méi)有隔膜（區(qū)分正負(fù)極，防止短路）。

2020年的時(shí)候，固態(tài)電池的概念就已經(jīng)被炒上天了，因?yàn)樗邆淞藘纱髽O為誘人的優(yōu)點(diǎn)：

◎首先，非常安全。液態(tài)電解質(zhì)中的一些有機(jī)溶劑和分解物是易燃易爆物，同時(shí)還不抗熱，隔膜融化導(dǎo)致短路，溫度快速升高，車主容易被“提前火化”。而固態(tài)電解質(zhì)抗高溫，不怕穿刺，安全性大大增強(qiáng)。

◎其次，續(xù)航強(qiáng)大。普通的磷酸鐵鋰電池的能量密度100wh/kg多一點(diǎn)，而固態(tài)電池輕松達(dá)到400wh/kg。換言之，若電池組的重量一樣，固態(tài)電池能比磷酸鐵鋰電池?cái)y帶好幾倍的電量。

即便是在北方的凜冬，固態(tài)電池也不會(huì)像液態(tài)電池在低溫時(shí)變得粘稠或半凝固，幾乎不影響離子遷移和導(dǎo)電率，也就不存在冬日續(xù)航焦慮了。毫不夸張地說(shuō)，若固態(tài)電池普及，“1300公里續(xù)航”中間都不需要充一次電。

前景看著很美好，但由于關(guān)鍵技術(shù)一直沒(méi)有突破，固態(tài)電池的話題也一度沉寂。

那么問(wèn)題來(lái)了，固態(tài)電池最大的技術(shù)瓶頸到底是什么？

先來(lái)看一下鋰電池充放電原理：電池充放電全靠鋰離子在正負(fù)極間“往返跑”。鋰離子猶如外賣小哥，負(fù)責(zé)把電子從電池正極送到負(fù)極，配送方式是在液態(tài)電解質(zhì)里“游泳”，絲滑地潤(rùn)濕電極顆粒表面。

但固態(tài)電解質(zhì)是剛性的，如同陶瓷，金屬鋰電極卻軟得像粗糙的泥巴，兩種材料貼合時(shí)，其實(shí)是點(diǎn)接觸，界面處坑坑洼洼，鋰離子通過(guò)的方式從“游泳”變成“跑高速”，路是變短了，但也變得崎嶇了。“阻力”太多就會(huì)帶來(lái)電流分布不均勻，造成發(fā)熱，影響充放電效率。這是固態(tài)電池難以普及的根本原因。

2025工博會(huì)，固態(tài)電池原材料

令人興奮的是，今年下半年，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)突破了這一技術(shù)瓶頸。

中科院物理所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，“碘離子”可以用作“界面活性劑”。在電池工作時(shí)，碘離子會(huì)順著電場(chǎng)跑到電極和電解質(zhì)的接口處，主動(dòng)吸引通行的鋰離子過(guò)來(lái)，哪里有小縫隙、小孔洞，就自動(dòng)流過(guò)去填滿，電極和電解質(zhì)就會(huì)貼得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)。

好比你往兩張粗砂紙縫里滴了點(diǎn)潤(rùn)滑油，原本不貼合的界面就能滑順地貼合上。

除了發(fā)現(xiàn)碘離子的神奇功能外，近期的突破還有：

清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)用含氟聚醚材料改造電解質(zhì)。耐高壓的氟，能夠防止高電壓擊穿電解質(zhì)——電池在滿電狀態(tài)下經(jīng)過(guò)針刺測(cè)試、120℃高溫箱測(cè)試都不會(huì)爆炸；

中國(guó)科學(xué)院金屬所團(tuán)隊(duì)則利用聚合物分子的設(shè)計(jì)靈活性，在主鏈上同時(shí)引入具有離子傳導(dǎo)功能的乙氧基團(tuán)和具備電化學(xué)活性的短硫鏈，可以抓取更多的鋰離子，能力密度提升86%?；谶@種材料構(gòu)建的電池，可承受20000次反復(fù)彎折。

一體化聚合物電極-電解質(zhì)材料的設(shè)計(jì)

圖源：中國(guó)科學(xué)院

這些關(guān)鍵技術(shù)的突破，迅速讓固態(tài)電池在資本市場(chǎng)里充滿了想象力。

有一只叫上海洗霸?的股票，它不是賣洗發(fā)水的，去年九月獲得多項(xiàng)固態(tài)電解質(zhì)專利后，一年內(nèi)股價(jià)暴漲四倍，今年累計(jì)漲了241%；永興材料、尚太科技等6家鋰電企業(yè)股價(jià)近兩個(gè)月累計(jì)漲幅接近翻倍；固態(tài)電池指數(shù)從4月到10月的漲幅接近翻倍。

固態(tài)電池，儼然成為“全村的希望”。

固態(tài)電池并非“全村的希望”？

然而，中國(guó)想成為超級(jí)“電池帝國(guó)”，并非只有固態(tài)電池一條路徑。

去年11月，我們?nèi)チ颂撕贾莸奈骱髮W(xué)，海歸姜教授介紹了團(tuán)隊(duì)正在實(shí)驗(yàn)的“電池再生技術(shù)”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是給瀕死的鋰電池“打一針”。

基本原理是：鋰電池循環(huán)后會(huì)產(chǎn)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)電池容量衰減到80%，不導(dǎo)電的副產(chǎn)物增多，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，電池容量迅速滑坡。但此時(shí)如果給電池開(kāi)個(gè)孔，向里面注射“再生液”，溶解掉副產(chǎn)物并提供多余鋰離子，讓正負(fù)極繼續(xù)活動(dòng)，電池就會(huì)恢復(fù)到健康狀態(tài)。

團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一塊電池從出廠到80%容量大致需要8年，添加補(bǔ)充液后，會(huì)恢復(fù)到90%左右，但衰減的斜率會(huì)變得很慢，經(jīng)過(guò)十多年后，容量還能保持在78.4%，這使得電池壽命最長(zhǎng)能延長(zhǎng)至2.5倍。反復(fù)添加補(bǔ)充液，做多可做到4倍壽命，電池容量仍有75%。

巧合的是，2月12日，復(fù)旦大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《自然》主刊上發(fā)表了《外部供鋰技術(shù)突破電池的缺鋰?yán)Ь澈蛪勖缦蕖?，更詳?xì)地介紹了類似“電池打針”的思路。

圖源：復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種叫作“三氟甲基亞磺酸鋰”的物質(zhì)，可以補(bǔ)充電池使用中損失的鋰離子,把它注射到電池內(nèi)部后，會(huì)分解留下鋰離子，其余成分以氣體形態(tài)排出，并不改變電池結(jié)構(gòu)。

而這個(gè)新物質(zhì)，則是通過(guò)AI的輔助，從300余萬(wàn)個(gè)虛擬分子中篩選并人工合成的。

研究團(tuán)隊(duì)用一節(jié)容量衰減到85%的磷酸鐵鋰電池進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：將三氟甲基亞磺酸鋰注入電池中后，顯著恢復(fù)了電池性能。在接近12000次循環(huán)時(shí)，電池仍會(huì)保持96%的容量。相當(dāng)于每天充電兩次的電動(dòng)車電池可以使用18年，電池衰減率也才只有4%。而現(xiàn)有的電動(dòng)車電池如果每天充電兩次，3年不到，衰減率就達(dá)到30%。

理論上，電車也可以像油車一樣父親開(kāi)完傳給兒子開(kāi)。

產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化難題

但不管是固態(tài)電池還是“打針技術(shù)”，都會(huì)遇到一個(gè)靈魂拷問(wèn)：創(chuàng)新不等于量產(chǎn)，量產(chǎn)（產(chǎn)業(yè)化）不等于商業(yè)化，想真正商業(yè)化，還要考慮實(shí)際場(chǎng)景的技術(shù)驗(yàn)證、市場(chǎng)適配、法規(guī)合規(guī)等難題。

先說(shuō)固態(tài)電池。從技術(shù)生產(chǎn)來(lái)看，主流的固態(tài)電解質(zhì)有三類，但各有各的問(wèn)題。

氧化物熱穩(wěn)定性優(yōu)異，但界面接觸差導(dǎo)致循環(huán)壽命低；硫化物離子電導(dǎo)率最高，但成本高且易產(chǎn)生有毒的硫化氫；聚合物成本可控，但需加熱才能正常工作。像生產(chǎn)硫化物，就必須處于絕對(duì)干燥或惰性氣體環(huán)境下，這就對(duì)工藝和生成環(huán)境提出極為苛刻的要求。

固態(tài)電池檢測(cè)中

根據(jù)目前行業(yè)數(shù)據(jù)，全固態(tài)電池的良品率在65%—70%，很難談得上量產(chǎn)。

除了制造水平的限制，成本是判斷產(chǎn)業(yè)化的最大指標(biāo)。遺憾的是，固態(tài)電池的成本目前實(shí)在高得離譜。

目前硫化物電解質(zhì)（鋰磷硫氯）的成本為300—500萬(wàn)/噸，相當(dāng)于白銀價(jià)格的一半。全固態(tài)電芯成本在1.5元/wh至5元/wh。研究固態(tài)電池的欣旺達(dá)曾表示，2026年全固態(tài)成本“有望”降至平均2元/wh，換算成100度電池包，價(jià)格要20萬(wàn)，按照電池成本占總成本40%算，整車成本要50萬(wàn)元。

國(guó)際能源署在其《電池與安全能源轉(zhuǎn)型》報(bào)告中指出，到2030年，工藝創(chuàng)新有望讓成本較2023年下降40%。這么一算，成本也要1.2元/wh，而液態(tài)電池——高鎳三元鋰電芯的平均成本僅為0.45元/wh。

事實(shí)上，各機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)固態(tài)電池真正量產(chǎn)的時(shí)間區(qū)間是2030年至2035年。現(xiàn)在有很多號(hào)稱能“量產(chǎn)”的，都只能叫半固態(tài)電池，里面還保留5%—10%的液態(tài)電解質(zhì)。所以，為了防止市場(chǎng)把半固態(tài)電池和固態(tài)電池混淆，國(guó)家還將出臺(tái)一個(gè)新文件，將“半固態(tài)電池”統(tǒng)一命名為“固液電池”。

而電池“打針補(bǔ)鋰”聽(tīng)著很厲害，但目前僅處于實(shí)驗(yàn)階段。像“三氟甲基亞磺酸鋰”這個(gè)關(guān)鍵物質(zhì)，并沒(méi)有考慮到實(shí)際生產(chǎn)和工藝。因?yàn)樗姆纸馕锇趸蚝腿淄椋罢呤俏廴疚?，后者在高溫條件下分解為有毒的氟化氫。所以電池中還缺一個(gè)“排毒”的工藝。

“打針補(bǔ)鋰”也并非只是扎一下再貼個(gè)“創(chuàng)可貼”那么簡(jiǎn)單。把針直接扎進(jìn)電池里的叫“穿刺實(shí)驗(yàn)”，有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。想要打針，就得在電池研發(fā)設(shè)計(jì)的時(shí)候，提前預(yù)留好打針補(bǔ)鋰的管路（復(fù)旦大學(xué)實(shí)際上重新設(shè)計(jì)了一塊電池）。這就是一個(gè)典型的市場(chǎng)適配和標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)的市場(chǎng)化難題。

這一天終會(huì)到來(lái)

電動(dòng)車最早于20世紀(jì)初由愛(ài)迪生和福特合作研發(fā)，但續(xù)航過(guò)短、成本高昂，被一個(gè)汽車工人只需花2個(gè)月工資就能買(mǎi)到的福特燃油車Model T“吊打”，1930年代徹底從路上消失。

所以，一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)能否落地，取決于制造成本、規(guī)模效應(yīng)、轉(zhuǎn)換成本等，否則很易被全行業(yè)扼殺在搖籃中。

對(duì)于企業(yè)而言，電池又是一個(gè)高度重資產(chǎn)行業(yè)，必須建立全新的生產(chǎn)線，而大多數(shù)企業(yè)已對(duì)液態(tài)電池路線付出“沉沒(méi)成本”，企業(yè)必須優(yōu)先考慮回本、盈利、滿足現(xiàn)有的市場(chǎng)需求、提高市占率，有了良性循環(huán)之后，才會(huì)再去琢磨新技術(shù)的成熟工藝，使其產(chǎn)生商業(yè)化優(yōu)勢(shì)。

深圳國(guó)際工業(yè)電池展上的固態(tài)電池

從成本出發(fā)，磷酸鐵鋰的價(jià)格已經(jīng)降至2000元/噸的區(qū)間，隨著今年行業(yè)大擴(kuò)產(chǎn)，企業(yè)為獲得規(guī)模效應(yīng)，采購(gòu)規(guī)模進(jìn)一步提高，液態(tài)鋰電池成本也是否會(huì)進(jìn)一步淪為“白菜價(jià)”？

再比如，“換電”一旦規(guī)?；四兀坎还苁俏祦?lái)還是后入局的寧德時(shí)代，隨著換電站規(guī)模加速擴(kuò)張，“車電分離”模式不再局限于單一車企，換電模式已逐漸從小眾選擇變成了主流補(bǔ)能方式，未來(lái)?yè)Q電效率有可能壓縮在1分鐘左右，成為了新的加油站。

因此，我們面臨的是新世紀(jì)的愛(ài)迪生和福特的“油電之爭(zhēng)”。新技術(shù)未必成為主流，老技術(shù)未必被淘汰，兩者并非非此即彼的零和博弈，而是建立起不同梯隊(duì)、不同需求的生態(tài)。誰(shuí)會(huì)存活下來(lái)，是符合商業(yè)規(guī)律的“自然選擇”的結(jié)果。

但可以預(yù)見(jiàn)的是，只要市場(chǎng)自由，新入局者源源不斷，隨著規(guī)模擴(kuò)張，價(jià)格也會(huì)被進(jìn)一步“撇脂”，前沿技術(shù)最終會(huì)沿著“軍工/航空→高端乘用車→大眾市場(chǎng)”方向逐步普及?；蛟S在5—10年內(nèi)，中國(guó)成為人類歷史第一個(gè)“電池帝國(guó)”，并非是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想。

本篇作者| 徐濤|責(zé)任編輯|何夢(mèng)飛

主編|何夢(mèng)飛|圖源|VCG

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