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撰文 / 周 洲
編輯 / 張 南
設計 / 師 超
上汽集團 8 月 30 日晚公告，拟與清陶（昆山）能源發展股份有限公司（下稱清陶能源）合資成立上汽清陶新能源科技有限公司（以市場監督管理局核準的名稱爲準，以下簡稱 " 上汽清陶 "）。
上汽清陶注冊資本人民币 10 億元，其中上汽集團認繳出資 4.9 億元，占比 49%；清陶能源認繳出資 5.1 億元，占比 51%。
上汽集團曾分别于 2020 年、2022 年和 2023 年通過基金方式參與投資清陶能源。截至目前，上汽集團累計對清陶能源投資約 29.835 億元，間接持有清陶能源約 15.29% 股權。
看來，上汽是要打造固态電池電動車樣本工程。
那麽，固态電池爲何雷聲大、雨點小，需要資金雄厚的國企車企力推？
一方面，有的電池業界人士認爲，固态電池現在頂多能做到的是半固态電池狀态，和不斷叠代的液态锂電池相比，并沒有太大性能和成本優勢；另一方面，固态電池畢竟是業界公認的新一代電池技術，豐田、蔚來、上汽、賽力斯等車企開始規劃固态電池量産上車 " 吃螃蟹 "。
以甯德時代爲代表的電池龍頭企業認爲固态電池從技術基礎上來看還不到火候，但一批創業公司早已躍躍欲試，綁定車企上車。
固态電池目前處在什麽樣的研發階段？它距離量産還有多久？
市場上實現裝車的大部分是半固态以及準固态電池，汽車商業評論了解的機構普遍預測，大規模裝車要到 2025 年之後甚至 2030 年。
可以确定的是，不論是有消息的，還是沒有官宣進度的各路固态電池玩家，都在做技術研發和儲備，等待市場奇點到來噴發的那一刻。
願意吃螃蟹的車企
上汽集團的時間表很明确，要率先實現固态電池大規模産業化應用，2024 年首款搭載 800V 超級快充固态電池的車型量産上市，汽車商業評論了解到首款車将是智己，單體能量密度實現 368Wh/kg，整車實現 1000 公裏續航，充電 10 分鍾續航增加 400 公裏；2025 年固态電池成本較同等規格的磷酸鐵锂或三元電池降低 10%-30%，在智己、飛凡、榮威、MG 等車型上，實現固态電池 10 萬量級的銷售規模。
上汽集團 2025 年新能源汽車銷量目标是 350 萬輛，自主品牌占到 70%。
今年 6 月 13 日，豐田宣布了個大新聞：在固态電池技術上取得了巨大的進展，體積重量減半，成本減半，充電 10 分鍾續航裏程 1200 公裏，計劃到 2025 年推出配備先進固态電池的電動汽車。
豐田放了固态電池的衛星之後不久，上汽集團跟進公布了進度，拟向清陶能源追加投資近 27 億元，深化布局固态電池技術。
基于安全和能量密度優勢的固态電池，其實并不是最新蹦出來的，研發早有時日。
早在 2008 年，豐田對外宣布已經進軍固态電池領域。2020 年 8 月，搭載全固态電池的豐田電動車取得牌照，開始行駛實驗。
按照豐田的研發進度來看，實際上其涉足固态電池已有 20 多年，專利數量超過 1000 件。
但一直到今天，固态電池仍處于起步階段。根據公開資料顯示，一些車企陸續于今年開啓小批量半固态電池裝車。
除了豐田之外，BBA 均計劃于 2025 年前後推出搭載固态電池的電動汽車。東風、蔚來、賽力斯已宣布将于今年實現半固态電池裝車，長安深藍、廣汽埃安、高合等汽車品牌普遍規劃 2025 年前裝車半固态電池。
隻有車企推動，固态電池才能落地，否則隻能成爲實驗室裏的花瓶。
從固态電池賽道來看，大概可分爲三類玩家：以豐田爲代表的電池研發（應用是另一回事）一直走在前沿的車企，以及上汽集團和比亞迪；電池企業，以甯德時代、贛鋒锂電爲主的锂電企業；創業公司，有北京衛藍新能源科技有限公司（下稱衛藍新能源）、清陶能源、重慶太藍新能源、馬車動力等。
其中衛藍新能源和清陶能源分别綁定了蔚來和上汽集團等車企，二者都帶有國家重點科研院所的背景，衛藍新能源是中國科學院物理研究所固态電池技術唯一的産業化平台，清陶能源則脫胎于清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室。
蔚來汽車今年 5 月發布的全新 ES6 車型已經采用了衛藍新能源的半固态電池。衛藍新能源向蔚來提供 150kWh 電池包，續航裏程達 1000 公裏。該款電池的能量密度爲 360Wh/kg。
衛藍新能源創始人李泓近日表示，公司計劃最早在 2025 年上市。其資方包括蔚來資本、小米集團、華爲、國汽智聯、吉利控股等。
上汽和清陶能源自 2018 年就開始合作。2020 年，上汽入股清陶，參與清陶 e+ 輪融資，2021 年雙方完成超高能量密度固态電池的實車驗證，2023 年雙方簽署增資擴股協議和戰略合作框架協議。
作爲電動汽車最爲核心的零部件，早在 2017 年，上汽就和甯德時代成立了兩家電池合資公司——時代上汽與上汽時代，其中時代上汽負責電芯生産，甯德時代持股 51％、上汽持股 49％；上汽時代負責 Pack 生産，甯德時代持股 49％、上汽持股 51％。
此外，上汽自己還有 2022 年 4 月成立的 100% 控股的捷能易電能源科技有限公司。
據上汽清陶副總經理王林介紹，上汽與甯德時代的合作主要聚焦于量産锂離子電池的研發和生産，與清陶的合作則更加專注于新一代固态電池的研發，捷能則是在電池管理系統軟硬件開發方面具備優勢。
華興資本投資銀行事業部董事總經理、新能源和先進制造組負責人周亮曾對汽車商業評論稱，找到願意吃螃蟹的、和電池企業關系密切的主機廠很重要。固态電池的研發往往不是電池廠一家能夠獨立完成，需要和下遊主機廠、上遊材料廠緊密配合才行。
" 在早期，有主機廠願意投入大量資源實現從 0 到 1 是非常關鍵的。" 周亮說。
量産之難
即便是研發多年、擁有專利絕對優勢的豐田，也未詳細解釋固态電池将如何實現量産，隻表示争取到 2030 年實現穩定化量産。
當然，這與豐田對電動化路線的态度左右搖擺、将氫燃料看作是更重要的戰略發展任務有關，但也與固态電池增加了的材料成本、相對複雜的制造工藝有關。
已有固态電池技術儲備的 " 帶頭大哥 " 甯德時代對固态電池的看法，就不那麽樂觀。
" 全固态電池，目前還有些核心問題亟待解決。如果豐田說現在能量産全固态電池，我表示懷疑。但是到 2027 年，我也沒法預測。以甯德時代的技術水平而言，也很有難度。"7 月 6 日舉行的 2023 年中國汽車論壇上，甯德時代新能源科技股份有限公司首席科學家吳凱對豐田的固态電池規劃評價道，" 豐田說成本減半，但對标的分母是多少，外界不知道。"
清陶能源總經理李峥對包括汽車商業評論在内的媒體表示，豐田固态電池 " 充電 10 分鍾 1200 公裏 " 指的是材料級的概念，是單純用材料傳導锂離子的能力換算成充電速度，隻是傳導锂離子能力的一個參數，而不是産品級的概念。" 豐田沒有推出充電 10 分鍾跑 1200 公裏的車，而是開發的固态電池電解質的材料性能支持這樣的速度。" 他表示。
汽車商業評論從知情人士處了解到，即便是帶頭大哥甯德時代深耕了數年，也認爲固态電池尚有包括工程技術在内的基礎問題沒有解決。
從技術成熟度等級 ( TRL,Technology Readiness Level ) 來看，分爲九個等級。一般認爲第五個等級以前的是技術基礎，後面的是涉及到是否能量産的産品化問題。
該知情人士稱，在锂離子電池中，離子需要擴散才能産生電流，離子在固态電池中擴散，阻力極大，跟液态電池的擴散差了 10 倍數量級以上，所以需要解決離子擴散的科學問題，他認爲在沒有解決這個問題之前談電解質變成固态沒有意義。此所謂界面的阻抗問題。
從正負級來說，正極多孔電極或者粉末電極，作爲固态顆粒，如何與固态電解質的接觸像液态那樣包裹式充分？
固态電池默認的一個隐含标準其實是負極用锂金屬，這樣才能将其能量密度提升至 500Wh/kg，如果負極如果還用石墨而不用锂金屬，能量密度并不比現在叠代快速的液态電池要更好。換上了更活潑的金屬锂之後，随之而來的需要解決的接觸面積和充放電膨脹基礎科學問題。
他判斷，現在的技術成熟度等級仍然在前期階段。
也可能正是由于甯德時代對固态電池的判斷比較謹慎，所以正在打造新一代電池技術樣本的上汽，選擇了帶有國家重點實驗室背景的創業公司清陶能源。
對于界面阻抗問題，李峥對汽車商業評論在内的媒體表示，目前可以通過兩個手段解決，第一個是加強材料的加工處理能力，使界面越來越完整、接觸越來越充分，第二在材料選擇過程中，用複合材料，也即增加一部分浸潤液體。這其實是半固态電池。
（清陶産線：電池成型）
根據電解質不同，固态電池路線大緻分爲硫化物、氧化物、聚合物等。豐田使用硫化物，歐美企業多用聚合物，中國企業傾向于氧化物。氧化物路線可以在液态電池設備上改造升級，複用率較高，節省昂貴的設備成本。
清陶第一代固态電池選擇了氧化物 + 聚合物的技術路徑，第二代固态電池選擇了氧化物 + 鹵化物 + 聚合物的路徑。李峥稱，這是利用不同的材料之間的物理性能，讓電池更緻密、阻抗更小。他認爲在界面阻抗問題沒有解決好之前，還是要加聚合性的材料把界面做好。
（最中間的方形電池是清陶第二代固态電池）
和其他材料相比，硫化物材料比較大的優勢是單個材料傳輸锂離子速度是最快的，但還有其他問題，比如穩定性的問題，工作中會不會被還原、會不會産氣。" 這些問題并不是完美的材料就能完全解決掉。" 李峥說。
固态電池就好比在漢堡包裏加了個雞蛋。即使前述技術問題解決了，它的成本問題決定了它是否能夠量産。
據蔚來總裁秦力洪表示，150kWh 的固态電池包，其成本接近一輛蔚來 ET5，按這樣來說，蔚來研發的 150kWh 半固态電池，裝車後的成本大概在 25 萬元左右，裝車前電池包的成本至少也在 22 萬元以上。而目前市場上通用的液态锂離子電池成本大概占整車的 30%-60%。
李峥稱則認爲，固态電池的成本問題并不像外界想象的那樣高不可降，反而固态電池具備成本優勢。
他稱，材料研發加工和規模工廠制造能力，能讓将固态電池成本下降。清陶已有産能 1.7GWh，在建産能 30GWh。
據他介紹，清陶第一代半固态電池能量密度液态電解質還有 5%-15%，産線設備有 30% 是新設備，能量密度小于 420Wh/kg，成本與液态锂電池相當；第二代固态電池液态電解質小于 5%，能量密度可達 400-500Wh/kg，60% 是更新設備，成本與液态锂電池相比下降 20%，2024 年可 SOP；第三代就是全固态電池，采用固态電解質，能量密度大于 500Wh/kg，2027 年可 SOP，70% 是更新設備，成本與液态锂電池相比下降 40%。
李峥對汽車商業評論表示，對清陶來說，由于包括塗布等關鍵環節在内的設備是自研的，所以最讓他們在乎的成本痛點還是原材料碳酸锂的價格波動，而不像其他初創企業，需要購買價值上千萬元的設備，最在乎設備的複用率。
（清陶産線：前段塗布環節）
設備的複用率越高、更新越低，代表目前的液态産線可以改造使用，不用全部換新、調校，規模生産的良品高，可以降低成本。太藍新能源考慮的氧化物電解質路線正是基于設備複用率高、良品高。
據汽車商業評論了解，目前的半固态電池或者準固态電池可達到充電 10 分鍾續航 400 公裏、整車續航裏程超過 1000 公裏标準。
能達到這個标準的，锂離子液态電池其實也做得到。比如，甯德時代已經推出了成本更低的旨在讓成爲普通電動車标配的 4C 磷酸鐵锂超充電池，能夠實現充電 10 分鍾續航 400 公裏，以及已經在極氪 001 上實現裝車的續航裏程超過 1000km 的麒麟電池。
代表下一代新技術的固态電池是否能規模量産，除了有敢吃螃蟹的車企之外，還要看市場的選擇。
周亮認爲，固态電池大規模裝車可能要到 2030 年。
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