好了稳定币之前写过一篇长文,现在写写固态行业的相关进展,因为过去我是强烈看多反复提固态,但没花时间写逻辑…
不想看逻辑省流滑到最后,有标的
想象一下,无人机续航翻倍、机器人持续工作一整天、电动汽车充电10分钟续航800公里……这些愿景的实现,高度依赖于一项关键技术:“固态电池”。凭借其更高的能量密度、更强的安全性和更快的充电潜力,固态电池被寄予厚望。然而,从全球范围看,真正实现全固态电池的量产,仍面临重重挑战。目前行业的真实图景,清晰地呈现出 “半固态先行,全固态攻坚” 的格局。
一、 技术路线
半固态电池:迈出商业化第一步
宁德时代、国轩高科、贝特瑞等头部企业已发布相关产品。其核心是在现有液态电池中添加少量固态电解质(如氧化物、聚合物),以提升安全性和能量密度(目前普遍在320-350 Wh/kg)。虽然相较于顶尖液态电池,其能量密度提升有限,成本较高(约1-1.5元/Wh),且在快充和循环寿命方面仍有差距,但其相对成熟的技术使其率先在无人机、特种机器人等对能量密度高度敏感、价格承受力较强的特定场景实现商业化应用。
全固态电池:核心瓶颈亟待突破
完全去除液态电解质的全固态电池是终极目标。目前头部企业的研发基本处于中试阶段(小规模试验生产),距离大规模量产普遍预计还需2-3年时间(约2027年前后)。
技术难点突出:
硫化物路线(国轩、丰田主攻): 能量密度目标较高(如国轩目标350Wh/kg),但核心材料硫化物电解质空气稳定性差、易产生有毒硫化氢气体,需与卤化物混合使用以优化性能。同时,锂金属负极与电解质界面副反应严重,导致循环寿命普遍较短(仅约400次),远低于车规级要求(通常需1500次以上)。目前成本极高(>5元/Wh),性能优势尚未充分体现。
其他路线(如氧化物、聚合物): 同样面临离子电导率不足、界面阻抗高、大规模制造工艺复杂等挑战。
二、 量产瓶颈
从实验室迈向规模化生产,最大的挑战在于设备放大与工艺优化。当前行业普遍在建设规模为0.3-0.7 GW的中试线,这是验证工艺和产品可靠性的关键步骤。
核心设备“卡脖子”:
干法电极设备(降本关键): 辊压机的速度(当前约20m/min,目标需达50m/min)和压力控制精度(需降至100MPa以下)亟待提升。
等静压设备(保障电极均匀性): 对保证电极一致性至关重要,但国产设备在均匀性控制方面仍有差距,高端设备依赖进口(如瑞典昆泰、三星)。
投资门槛高企: 中试线投入约0.7-1亿元,量产线成本更高。辊压机、等静压设备是投资大头。
三、 材料体系:创新与规模驱动降本
硫化物电解质(高性能全固态关键): 国内供应商(如容百科技、中科功能)采用碳热还原法(成本<500万元/吨),但离子电导率等性能仍逊于日本CVD工艺产品(>10mS/cm)。降本核心在于:
关键原料硫化锂(当前高达500万元/吨)价格大幅下降。
合成、纯化等生产工艺的持续优化。
正极材料: 为匹配高能量密度,倾向使用高镍三元或更高电压的5V锰基材料(如富锂锰基、镍锰尖晶石)。
负极材料:
短期(半固态): 石墨+硅基复合材料是主流。
长期(全固态): 锂金属负极是终极方案,但界面问题仍是最大障碍。“无负极”(电镀锂)技术概念先进,量产难度极大,预计2030年前难实现。
四、 应用与市场:场景分化,成本制胜
半固态电池: 短期内主战场在无人机、机器人、高端消费电子等对能量密度(>350Wh/kg)要求高、成本敏感度相对较低的领域。在动力电池领域,大规模应用必须将成本降至与液态高镍电池接近的水平(目标0.6-0.7元/Wh),目前仍有50%-100%的溢价。
全固态电池: 凭借潜在的高性能,其终极目标市场是高端电动汽车和飞行汽车。但实现商业化必须将成本从当前的>5元/Wh大幅降至理想目标2-3元/Wh,这有赖于材料、设备和工艺的多重突破。预计2030年前,主要在高端动力和特种领域(如军工、航空航天)找到应用。
钠离子电池:储能领域的潜力股
作为另一重要路线,钠电池在大规模储能领域展现出巨大潜力。其当前成本约0.5元/Wh,目标是降至0.25元/Wh以下。关键挑战在于正极材料(层状氧化物、聚阴离子)的成本降低和性能优化。其竞争力高度依赖碳酸锂价格维持高位(>10万元/吨)。
五、 产业链:协同合作,寻求突破
设备商: 嘉拓智能、利元亨、红工科技等在干法设备领域领先;高端等静压设备仍需国产化突破或依赖进口。
材料商: 硫化物电解质技术日企(出光、三井)领先,国内企业正寻求合作或技术攻坚;锂金属负极主要依赖赣锋锂业等供应商。
电池厂策略:
头部企业(如宁德、国轩): 自主研发与深度绑定核心供应商并重。
初创企业: 更多聚焦半固态细分市场(如无人机),寻求差异化突破。
固态电池技术正处于从实验室中试向规模化量产过渡的关键阶段。半固态电池凭借相对成熟的技术,已在特定场景率先实现商业化,为行业积累宝贵经验。
聚合物固态电解质:欣旺达、巨化股份、联创股份、瑞泰新材、奥克股份。
富锂锰基 (湘潭电化等)
复合集流体(英联股份等)
设备端 我很早之前也提过,已经炒过一波了(利元亨,曼恩斯特等)
接下来我认为一大机会就是固态电池的导电剂-碳纳米管(单壁降本太重要了)
龙头天奈科技毋庸置疑 道氏技术紧随其后,公司好公司涨不涨我不知道
消费电子+碳纳米管的捷邦科技
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