隨著1月1日延續13年的“國補”正式落幕，新能源汽車開始走向與燃油車正面較量的局面。
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而面對資歷深厚的燃油車，因仍存在續航和安全等問題，被消費者戲稱為“電動爹”的電動汽車，對于動力電池“能量密度、安全性”的提升需求也變得更為迫切。
“續航焦慮”和“安全焦慮”下，被押注為動力電池重要迭代方向的固態電池，卻因面臨重重難題，短期量產無望，作為“過渡”選擇的半固態電池便成為眼下備受關注的新型電池之一。
2022年，半固態電池上車消息頻傳。趕在年底12月，搭載行業首個量產裝車半固態電池的東風嵐圖追光正式開售，開啟半固態動力電池商業化應用。也意味著為其提供電芯和模組的孚能科技也實現半固態產品量產裝車。
此外，近期，固態電池初創企業衛藍新能源，以及鋰電池龍頭國軒高科也紛紛宣布半固態電池預計2023年量產。
裝車潮迫近
早在2016年比亞迪就已經確定固態電池為未來發展方向的基調，也讓固態電池開始走進更多人的視野。
2021年，在國內蔚來、比亞迪車企進一步公布相關布局，以及國外福特與寶馬宣布向美國固態電池企業Solid Power擴大出資等事件集中催化下，固態電池的概念可以稱得上“一夜爆火”。
有意思的是，當年年初，蔚來宣布將在2022年發布的ET7上搭載全新研發的固態電池。但在蔚來股票因此大漲后，蔚來卻改口稱，之前介紹的固態電池，其實是半固態電池。
2022年初，類似劇情再次上演。彼時，東風方面宣稱，首批50輛東風風神E70固態電池車在江西新余完成交付，這批固態電池由東風與贛鋒鋰業合作開發。
東風在宣傳稿中稱，這批固態電池車是全球首個固態電池車示范運營項目，率先打響了固態電池產業化第一槍。后來，在投資者的追問之下，贛鋒鋰業最終表示東風E70裝車的電池是半固態電池。
就在兩次“含糊其辭”被“真相”后，半固態電池的推進才逐漸變得“光明正大”。2022年，半固態電池的量產裝車的消息也明顯增多。
目前，布局半固態動力電池的企業基本上是鋰電鏈企業，以及電池新勢力企業。包括“鋰業雙雄”贛鋒鋰業、天齊鋰業，動力電池龍頭孚能科技、國軒高科；以及脫胎于中科院物理研究所的衛藍新能源，清華大學南策文院士團隊創辦的清陶能源。
近期，東風嵐圖追光開售，開啟了半固態電池的商業化。根據官方資料，追光搭載的半固態電池，可以實現580km的續航里程。在超長續航里程和超高補能效率的基礎上，具備不冒煙、不漏液、不起火的安全保障。
為嵐圖追光的半固態電池提供電芯和模組的是專注于三元軟包技術路線的孚能科技。孚能科技近日也表示，半固態電池產品已經實現量產裝車。此外，裝備公司產品的奔馳EQS在歐洲市場也開始接受訂單。
雖然孚能科技與東風聯手的半固態電池在商業化搶先一步，但目前1000公里半固態電池第一棒的懸念更為外界關注。
近期衛藍新能源宣布車規級固態電池正式下線，這款計劃在蔚來ET7電動車型上搭載續航里程1000公里的半固態電池，電池包容量150KWh，能量密度360Wh/kg，并預計2023年量產。
國軒高科也表示，高安全半固態電池，單體能量密度達360Wh/kg，配套車型的電池包電量達160KWh，續航里程超過1000km，同樣預計2023年批量交付。
此外，清陶能源在2022年6月披露第一代產品是半固態電池，能量密度最高，達420Wh/kg。
眾多公司的密集表態中，讓半固態電池量產迫近的感覺愈加強烈。
財經網從衛藍新能源內部人士，以及其他業內人士了解到，半固態電池目前已經具備產業化的條件，2023年量產的可能性非常大。
據了解，目前材料端，已經有瑞泰新材、當升科技、容百科技、恩捷股份等表示切入半固態電池產業鏈。
瑞泰新材表示，部分產品已作為固態電解質或添加劑進入固態電池客戶供應鏈；高鎳龍頭容百科技表示，2022-2025年，衛藍新能源將向公司采購固態鋰電正極材料產品不低于3萬噸；當升科技此前也宣布，清陶能源承諾2022年-2025年期間向其采購總量不低于3萬噸固態鋰電正極材料。
有分析人士指出，若以1GWh電池對應1500噸正極材料用量計算，當升、容百兩家各3萬噸正極材料或有望實現約20GWh的電池總產量。
此外，有業內人士透露，半固態電池的生產設備基本上可以與鋰電兼容，固態用的基本上都是傳統的生產線，只需新增加一條隔膜的生產線。
半固態隔膜方面，業內也有通過合作方式推進解決的案例。
財經網了解到，衛藍新能源與隔膜龍頭恩捷股份已經合資建立了溧陽的熱涂覆隔膜生產線。“一家不掌握技術，一家不掌握設備，這是雙方合作的意義所在。”有業內人士評價。
不會沖擊現有鋰電產業體系
依據電解質分類，鋰電池可分為液態、半固態、準固態和全固態四大類，其中半固態、準固態和全固態三種目前統稱為固態電池。
但半固態電池對當下主流液態鋰電池并不具有顛覆性創新。
半固態電池正極和負極基本延續了當前的鋰電技術路線。正極材料適合高鎳三元，為了緩解充電發熱造成不能快充的問題，以單晶鎳成分為主；為了支撐起更高的能量密度，負極向克容量更高的硅碳方向發展，有碳化硅、氧化硅，還有在人工石墨中加入相應的硅的成分。
而半固態電池最核心的技術是電解質。“電解液加入了各個企業核心的專利研發技術，即添加劑成分，使電解液中溶劑的含量大幅度減少。”一位業內人士表示，“添加劑的成分是商業機密。”
有業內人士透露，目前電解液方面走在前端的有衛藍新能源。
據衛藍新能源研發人員介紹，其半固態電池采用了原位固態化技術，通過化學和電化學反應，使液態電解質部分或全部地轉化為固態電解質，能夠解決在循環過程中固態電解質和正負極材料如何保持良好接觸的難題，可以綜合平衡電芯充到高電壓、安全性、鋰枝晶析出以及體積膨脹控制等要求。
此外，相較于全固態電池完全不用隔膜，半固態電解質在有效阻隔正負極接觸方面仍有失效風險，所以如前文提到，半固態電池也仍需要隔膜。不過，上述人士表示，對于當前的隔膜企業來說，也只是限于技術更新。
結構方面，半固態電池外殼基本上都是采用軟包形式，用鋁塑膜來代替鋁殼以及鋼殼結構件。
值得一提的是，半固態電池使用軟包，就會在結構創新層面少了很多像現在這種方形圓柱結構創新的提升。
對此，上述人士分析，選擇軟包可能是一些電池新勢力企業對于電池生產線投資的考量。“少了4道激光焊接工序，對于一個一條電芯生產線來說，可以說少投資了30%，一個Gwh按照目前的均價來說，投資在4個億，一下至少節省投資了1個億以上。”
東興證券表示，半固態電池商業化應用，不會對現有鋰電產業體系形成太大沖擊。
動力電池終極方案？
“能量焦慮”和“安全焦慮”是目前消費者對于電動汽車望而卻步的主要原因，而固態電池被重視也正是因為正中了當前主流鋰電池的兩大痛點。
特斯拉推出的4680電池被認為是目前市場上已裝車的能量密度最高的動力電池，該電池能量密度為約300Wh/kg，而這已經接近鋰離子電池的理論性能極限。
相比之下，美國航空航天局最新研發的固態電池，能量密度高達500Wh/kg。全固態電池最大潛力值更是高達900Wh/Kg。
近年，電動汽車的自燃事件屢現報端，而固態電池不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液、耐高溫的固態電解質取代電解液、電解質鹽與隔膜，徹底解決可燃性液態有機電解液導致的自燃風險。
2019年，固態電池就已經基本被認定成了電池方面未來發展的大方向。國外以日產、豐田、本田等為代表的汽車企業，以及國內寧德時代、比亞迪等動力電池巨頭均在布局。
不過，由于全固態電池仍面臨工程技術、產業化等問題難以攻克，短期量產無望。
在這樣的背景下，半固態電池本來是作為一種過渡路線成為一些企業的選擇。但隨著全固態電池進展緩慢，甚至有國外企業Fisker宣布放棄固態電池計劃，“半固態電池就是動力電池的終極方案”的觀點便開始“嶄露頭角”。
但據財經網了解，至少從目前來看，即便是裝車量產的半固態電池也仍面臨許多問題。
首先就是成本依然沒有低于液態鋰電池。一位衛藍新能源人士對財經網透露，目前半固態電池的成本比高鎳三元鋰電池稍微高一些。具體高多少，該人士表示不好說。
據2022年6月關于半固態的一份會議紀要透露，當時半固態電池每瓦時的成本大概是高鎳811電池（高端三元鋰電池，正極材料的鎳鈷錳比例為8:1:1）的1.7-2.3倍。“終極成本應該是在傳統811電池的0.7倍左右。但整個行業的正負極材料還在高位狀態，它的價格兩年之內我認為可能不會下降。”會議上有人士表示。
這也是目前公布的半固態電池應用端只是在商用車，以及E70這些高端車型，無法應用經濟車型的原因，而這無疑限制了半固態電池的市場空間。
不容置疑，半固態電池相較于液態鋰電池的安全性和能量密度確實有了很大提高。
真鋰研究院研究員墨柯對財經網透露，“曾經聽一個整車廠老總說安全性有可能提高80%、90%以上。”目前宣布計劃量產裝車的半固態電池，能量密度也大多在300-360Wh/kg。
但值得注意的是，半固態電池并不是目前提升安全性和能量密度的唯一路線。
寧德時代就選擇了另外的路徑，被美國《時代》周刊評為2022年度最佳發明的麒麟電池，就是基于高鎳三元的液態鋰離子電池，通過電池包的層面設計和技術改進，提高電池安全性和能量密度。
麒麟電池能量密度可達255Wh/kg，實現整車1000公里續航；首創電芯大面冷卻技術，使麒麟電池換熱面積擴大四倍，可實現全化學體系的熱穩定、熱安全提升，將于2023年量產上市。
此外，正負極材料沒有大變化的情況下，只靠電解液和隔膜，也是無法完成半固態電池到固態電池的跨越進化。
“做全固態電池，能量密度就要有一個很大的提升，負極要換成金屬鋰，但只要有電解液就不能用金屬鋰。”中國電池產業研究院院長吳輝對財經網表示，“現在半固態電池還處于一個比較尷尬的情況。”
有分析指出，由于國外企業想要彎道超車，超越中國鋰電池，因此海外企業對于固態電池的推進力度更大，也有可能率先進行量產。而國內企業也在進行大量的固態電池技術儲備，但短時間內還是液態電池還是主流，尤其優質的產能還處在供不應求的階段。
據了解，目前，全固態電池還不具備量產條件，綜合國內外多數觀點，預計要2030年才能實現大規模量產，最快2026年能實現小規模量產。
