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文 | 讀懂财經
進入到 2024 年，動力電池闆塊在資本市場上仍然舉步維艱。1 月份以來，電池 ETF 跌了 3.8%。
雖然整個動力電池闆塊仍然萎靡不振，但固态電池闆塊卻火了。金龍羽、三祥新材、恩捷股份等固态電池概念股均迎來股價大漲。其中，金龍羽在 5 個交易日内，收獲 4 個漲停闆。美股固态電池公司更是暴漲，固态電池公司 QuantumScape 單日股價漲超 43.09%。
固态電池闆塊火熱，得益于 1 月份以來固态電池利好頻發。先是，日本電池企業麥克賽爾開發出了圓柱形全固态電池。再是，QS 的固态電池産品在實驗室中通過了大衆的耐久性測試。1 月 11 日，哈佛大學也宣布使用新方法提高了固态電池的壽命。
那麽，應該如何理解固态電池的技術進展呢？固然電池走到商業化拐點了嗎？
本文持有以下觀點：
固态電池補齊了性能短闆。相較液态電池，固态電池的不足是使用壽命短。但 QS 以及哈佛大學的技術突破解決了這一難題。尤其是哈佛大學開發的新技術，使将固态電池可充放電至少 6000 次，超過市面上所有的軟包電池。 固态電池遇到量産瓶頸。目前，固态電池隻是在實驗室中得到了驗證，相當于概念産品，距離量産落地還有很長時間。參考隻是改變了部分工序的 4680 電池，量産探索經曆了 3 年左右。材料、配方、工序都需要改動的固态電池量産時間會更漫長。 固态電池很難商業化。由于固态電池材料成本更高，固态電池成本數倍液态電池，僅一塊 150kWh 的半固态電池價格就相當于一輛蔚來 ET5。而商業世界的規律是，在性能夠用的情況下，成本才是戰争的勝負手。 01 固态電池補齊了性能短闆
固态電池是相對于現在的主流電池而言的。嚴格意義上講，現階段的锂電池應該稱作液态锂電池，因爲其核心電池材料之一是液态電解質 ( 也稱電解液 ) 。而使用固态電解質的锂電池，就被稱之爲固态锂電池，簡稱固态電池。
進入 2024 年，固态電池已成爲最受投資人喜愛的闆塊之一。1 月 5 日，美股固态電池 QuantumScape 爆漲 43.09%，國内固态電池概念股也迎來爆發。比如，金龍羽在在 5 個交易日内收獲 4 個漲停闆。
固态電池股股價爆發，得益于固态電池補齊了性能短闆。開發固态電池的最大難點，固體與固體接觸時，緊密程度低于固體與液體，導緻電池的導電能力差、使用壽命短。豐田花 30 年研發的固态電池，充放電 800 次就要報廢。而液态電池大多能達到數千次。
但進入 1 月份後，先是大衆宣布與美國公司 QS 的固态電池産品通過 PowerCo（大衆的電池子公司）的耐久性測試，在實驗室中，QS 研發出的固态電池經曆了高達 1000 多次的充電循環測試，電池容量保持率仍高達 95% 以上。不久之後，美國哈佛大學工程與應用科學學院研究人員也稱開發了一種使用新型锂金屬電池制造固态電池的新方法，使用此方法，固态電池可充放電至少 6000 次，超過市面上所有的軟包電池。
補上最後一款性能短闆後，固态電池已經在幾乎所有的主要性能上已經吊打液态電池。
比如，在能量密度上，目前行業普遍預計現在的主流電池理論上的能量密度上限爲 300Wh/kg，而億緯锂能的 4695 大圓柱電池的能量密度均已達 300Wh/kg。換言之，現在的傳統電池已經達到能力密度的天花闆。
而與傳統電池相比，300Wh/kg 隻是固态電池的起步級别，固态電池在材料上會用锂金屬陽極取代石墨陽極。而锂金屬陽極有更高的能量密度。SEAS 材料科學副教授 Xin Li 表示，锂金屬陽極電池的容量密度，可以達到商用石墨陽極電池的十倍，大幅提升電動汽車的續航裏程。
不僅能量密度更高，固态電池也更安全，常規的液态電解質（電解液）可燃性極高，隻要開始燃燒基本沒有停止的可能。而固态電解質将電解液取代，徹底解決了易燃的問題，因此固态電池也被視爲電池安全的最高水平。
按道理來說，性能全面領先的固态電池研發成功後很容易會取代現在的液态電池。但理想很美好，現實很骨感。
02 遇到量産瓶頸
1 月 11 日，借着固态電池概念實現 5 天 4 闆的金龍羽發布公告稱：" 公司關注到近期固态電池概念受市場關注度較高，但公司項目的技術研發及産業化的成功與否存在諸多不确定性。"
金龍羽的公告意思很明确，固态電池距離産業化落地還有很長時間。從産品階段看，就算是已經通過大衆耐久性測試的固态電池産品也僅爲 A 樣。
一款全新電池産品想要量産，需要經曆 A 樣、B 樣、C 樣、D 樣四個階段。A 樣階段主要用來驗證電芯材料的體系，是還處于概念階段的實驗室産品，而 B 樣才會開始進行電芯設計，确定電芯的規格、容量、封裝形式等，并進入樣車進行測試，C 樣爲小批量生産，D 樣爲大批量生産。如果一款量産裝車的電池可以看做是成年人，那 A 樣僅是步入小學階段。
固态電池想要從實驗室走入生産線，還要有多重難關攻克。與傳統的液态電池相比，固态電池的需要在極片、電解質、固固界面及封裝技術等多方面進行改動。換句話說，液态電池生産流程很難全部複用到固态電池上，固态電池在材料、配方、制造工序等部分核心環節上需要重新探索。
而每個環節都需要漫長的時間才能得以驗證。以工序爲例，電池生産過程涉及 50 多道工序，而前一個工序的成品就是後一個工序的原料，改進一個工序，意味着也要修改前後工序，往往牽一發而動全身。
舉個例子，特斯拉的 4680 電池隻是将傳統的锂電池濕法工藝改爲了幹法工藝就涉及到至少 7 個步驟的改造。繁瑣的工藝探索使 4680 電池的量産時間一拖再拖，特斯拉在 2020 年就已經研發出 4680 電池，原本計劃 2021 年大規模量産，但直到 2023 年底 4680 電池才實現了小規模交付，并且生産效率遠不及預期。2024 年初，4680 電池的生産效率約爲 85 個 / 分鍾，遠低于 350 個 / 分鍾的預期。
考慮到固态電池改動工序的範圍和難度比 4680 電池不隻大上一層，固态電池在工序探索上花費的時間顯然要更多。
而從現在固态電池的量産階段看，行業還遠未走到生産工序階段。目前，在更前端的電池配方上，行業仍有分歧，固态電池配方主要分爲三大技術路線：硫化物、聚合物和氧化物。日韓企業，如豐田、三星 SDI 等，主要押注硫化物體系，技術積累深厚。歐洲則偏向聚合物路線，而中國以氧化物體系爲主。但不論是哪種路線，都存在基礎性的技術挑戰和成本問題，行業最終将應用哪條路線也并不清晰。
種種迹象表現，固然電池距離量産還有相當長的距離和時間。
03 商業化遙遙無期
一位固态電池公司高管曾提到："如果不考慮成本，美國橡樹嶺實驗室早就做出了全固态電池，但隻能在心髒起搏器這種完全可以承擔高溢價的器材上應用。" 這說明，高成本已經成爲固态電池商業應用的攔路虎。
固态電池比液态電池的成本要高出數倍，甚至一塊固态電池的價格就相當于一輛車。比如，150kWh 半固态電池，成本大約 22 萬元 -25 萬元，相當于一輛蔚來 ET5，而全固态電池成本會更高，能達到 30 萬左右。
固态電池成本高既有階段性的規模問題，也有剛性的材料成本問題。固态電池需要新建大量的廠房和産線，但固态電池早期産量比較低，無法形成規模效應，需要更高的售價攤薄成本。同時，由于固态電池生産工藝的不成熟，良率較低，也會轉嫁到成本上。特斯拉的 4680 電池就遇到過良率問題，2022 年末，4680 電池生産良率隻有 92%。依照行業測算，4680 電池的良率要超過 95%，才能壓低成本。
雖然，長期看固态電池可以通過批量生産平攤成本，以及生産工藝的成熟提高良率。但材料成本無法克服。固态電池需要用電解質替換電解液，而國聯汽車動力電池研究院董事長熊柏青曾提到，固态電解質要比電解液貴好幾倍。同時，由于電解質的導電性不及電解液，固态電池需要更高比能的正負極，也會進一步增加材料成本。
從這個角度看，在更高的材料成本下，固态電池成本很難低于液态電池。而商業世界的規律是，在性能夠用的情況下，成本才是商業戰争的勝負手，典型案例是日本家電的興衰。
日本家電曾靠工匠精神在産品性能上精益求精，占領全球。而中韓企業則是走上了另外一條道路，在家電性能達到消費者基本要求的情況下，注重降低産品成本。最終日本家電性能仍然全球領先，但在終端市場上，被成本更低、售價更便宜的中韓企業擊敗。
回到電池行業，雖然液态電池的能量密度即将到達天花闆，但大部分新款純電動車續航也達到了 500 公裏以上，基本能覆蓋用戶絕大多數的出行場景。倘若固态電池成本居高不下，即使量産成功後，固态電池也很難取代液态電池。
替換萬億級動力電池市場規模的故事固然宏大，但固态電池先要證明的是，自己能夠腳踏實地地降低成本。
