對(duì)話衛(wèi)藍(lán)新能源徐航宇：固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)或在2030年后，液態(tài)、混合固液與全固態(tài)將長(zhǎng)期共存

每經(jīng)記者：孫磊 每經(jīng)編輯：裴健如

“固態(tài)電池的大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，大概率在2030年之后。”日前，北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司技術(shù)總監(jiān)徐航宇在亞洲國(guó)際電池及儲(chǔ)能技術(shù)展覽會(huì)上接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)闡述了自己的預(yù)判。

圖片來源：主辦方供圖

過去一年，固態(tài)電池迎多方面進(jìn)展。產(chǎn)業(yè)鏈上下游圍繞固固界面問題，在材料端、制造端等提出多種解決方案，包括在LiPSCl電解質(zhì)中引入碘離子、等靜壓設(shè)備的持續(xù)迭代、ALD（原子層沉積）技術(shù)實(shí)現(xiàn)界面改性等。隨著工藝成熟和產(chǎn)業(yè)鏈降本持續(xù)推進(jìn)，固態(tài)電池量產(chǎn)進(jìn)程有望加速。

據(jù)了解，固態(tài)電池目前正處于由實(shí)驗(yàn)室、小試走向中試交付的關(guān)鍵階段。

在徐航宇看來，當(dāng)前，行業(yè)更多還是解決固態(tài)電芯制造過程中的一系列關(guān)鍵問題。從工藝設(shè)備端來看，目前各設(shè)備廠商已經(jīng)具備提供樣機(jī)的能力，但部分環(huán)節(jié)的成熟度仍有待提升，全流程設(shè)備如何在系統(tǒng)層面真正打通是接下來攻關(guān)的重點(diǎn)。同時(shí)，原材料成本的下降、規(guī)模化制造經(jīng)驗(yàn)的累積都非一蹴而就，需要上下游企業(yè)在實(shí)踐中穩(wěn)步推進(jìn)。

“具身智能、醫(yī)療電子等部分細(xì)分場(chǎng)景對(duì)成本的敏感度較低，有望先行應(yīng)用。固態(tài)電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間仍要視綜合性能、成本與市場(chǎng)而定，業(yè)內(nèi)能否在2030年大規(guī)模量產(chǎn)固態(tài)電池，目前還是預(yù)估，仍然需要全行業(yè)共同努力。”徐航宇表示。

主攻“氧化物+聚合物”路線

固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的關(guān)鍵材料，按照不同材質(zhì)有硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物、氮化物等不同類型的固態(tài)電解質(zhì)材料，基于不同類型的電解質(zhì)材料，可衍生出不同的技術(shù)路線。

談及各種技術(shù)路線的優(yōu)劣勢(shì)時(shí)，徐航宇認(rèn)為，硫化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率最高，能為電芯帶來倍率性能優(yōu)勢(shì)，理論上硫化物固態(tài)電池綜合性能最佳。但高純硫化鋰成本高昂，且硫化物路線工藝設(shè)備與傳統(tǒng)液態(tài)電池差異較大，定制化設(shè)備較多，其產(chǎn)業(yè)化前期的電芯成本較高。

“從‘聚合物+氧化物’或其他無機(jī)電解質(zhì)的技術(shù)路線來看，其核心理念在于將聚合物和無機(jī)電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，盡管聚合物電解質(zhì)在室溫下的本征離子傳導(dǎo)能力與傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)仍存在較大差距，但其優(yōu)勢(shì)在于聚合物材料質(zhì)輕具有柔性，這使得固固界面難題的解決較為容易。”徐航宇稱。

此外，徐航宇還表示，聚合物路線在成本方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)。“雖然早期聚合物和氧化物電解質(zhì)成本并不低，但隨著混合固液電池的持續(xù)推廣和固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈的逐步發(fā)展，近年來這兩類電解質(zhì)的材料成本已顯著下降。從成本角度考量，聚合物復(fù)合電解質(zhì)路線具備一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”徐航宇說。

據(jù)悉，衛(wèi)藍(lán)新能源在固態(tài)電池路線上以“氧化物+聚合物”路線為主，為解決固固界面接觸問題，使用了“原位固態(tài)化”技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)原子級(jí)的固固界面接觸。

圖片來源：衛(wèi)藍(lán)新能源官微

徐航宇透露：“我們也一直在做硫化物固態(tài)電池的開發(fā)，并在深圳設(shè)立了子公司中科超能，專門負(fù)責(zé)硫化物固態(tài)電池的開發(fā)，目前具備中試能力。”

此外，衛(wèi)藍(lán)新能源在混合固液電池賽道也有布局。“公司的混合固液電池將氧化物電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)與傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)相結(jié)合。2020年以來，混合固液電芯產(chǎn)品陸續(xù)在低空動(dòng)力、新能源汽車（蔚來ET7、ES6等換電車型）、新型儲(chǔ)能等領(lǐng)域取得應(yīng)用。”徐航宇告訴記者。

尚不具備真正的商業(yè)化條件

當(dāng)前，混合固液電池的成本仍高于傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池。不過，業(yè)界主流觀點(diǎn)認(rèn)為，混合固液電池的成本曲線或復(fù)刻鋰離子電池的歷史軌跡，呈現(xiàn)持續(xù)下行態(tài)勢(shì)。

“早期，氧化物電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)及新一代正負(fù)極材料（如9系超高鎳正極、納米硅碳負(fù)極）價(jià)格較高，主要是因?yàn)閼?yīng)用規(guī)模有限，僅在無人機(jī)、高端電動(dòng)摩托車等領(lǐng)域有小批量應(yīng)用。”徐航宇認(rèn)為，當(dāng)下的混合固液電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)GWh級(jí)出貨，成本呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)。

他進(jìn)一步解釋稱：“（混合固液電池）電解質(zhì)成本持續(xù)下降，新一代正負(fù)極材料價(jià)格也在逐年降低，加上電芯制造良率的提升，整體降本趨勢(shì)十分明確。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，我們的混合固液電池和傳統(tǒng)液態(tài)電池一樣，基于磷酸鐵鋰正極和石墨負(fù)極材料，成本已與傳統(tǒng)的液態(tài)電池非常接近。”

不過，徐航宇也坦言：“混合固液電池產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模仍偏小，包括我們?cè)趦?nèi)的多數(shù)同行，體量與寧德時(shí)代、比亞迪等鋰電池龍頭企業(yè)尚有巨大差距，上游議價(jià)能力相對(duì)有限。但未來隨著規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，一方面上游材料成本仍有下降空間，另一方面制造費(fèi)用、研發(fā)和管理成本也將被攤薄，混合固液路線的降本路徑清晰可見。”

從固態(tài)電池的成本變化情況來看，徐航宇認(rèn)為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)鏈成熟尚需時(shí)日，當(dāng)前該技術(shù)尚未進(jìn)入量產(chǎn)階段，暫不具備規(guī)模化的量產(chǎn)成本統(tǒng)計(jì)。“以新能源汽車市場(chǎng)為例，若僅用于示范性應(yīng)用（例如裝車驗(yàn)證），2027年左右或許可以實(shí)現(xiàn)；但若要讓市場(chǎng)真正接受并大規(guī)模推廣應(yīng)用，則需要更長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)優(yōu)化。”徐航宇表示，從行業(yè)現(xiàn)狀來看，雖然技術(shù)上已具備做出固態(tài)電芯的能力，但從市場(chǎng)價(jià)值角度衡量，其綜合性能與成本在當(dāng)前材料體系及工藝設(shè)備條件下尚不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，固態(tài)電池目前還不具備真正的商業(yè)化條件。

“液態(tài)、混合固液電池與固態(tài)電池長(zhǎng)期共存”

有觀點(diǎn)認(rèn)為，固態(tài)電池量產(chǎn)終將成為現(xiàn)實(shí)，而混合固液電池僅是這一進(jìn)程中的過渡形態(tài)。基于此判斷，部分企業(yè)選擇跳過混合固液階段，直接押注固態(tài)電池的研發(fā)。

對(duì)此，徐航宇表示，選擇直接研發(fā)固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)在于目標(biāo)聚焦、路線明確，看似是一種“一步到位”的高效路徑，從原始創(chuàng)新角度看似乎避免了彎路。但從產(chǎn)業(yè)化的角度看，很多國(guó)內(nèi)企業(yè)采用的漸進(jìn)式路線同樣具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

“以衛(wèi)藍(lán)為例，自2016年成立之初便選擇從混合固液電池向全固態(tài)電池逐步過渡，這是基于對(duì)成本控制和產(chǎn)業(yè)鏈成熟度的審慎考量。若無混合固液階段積累的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，當(dāng)前全行業(yè)對(duì)固態(tài)電池的投入熱情與信心或大打折扣。畢竟在八九年前，敢于在國(guó)內(nèi)提出固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)的企業(yè)非常少。”徐航宇直言。

圖片來源：衛(wèi)藍(lán)新能源官微

徐航宇告訴記者，從產(chǎn)業(yè)鏈傳承的角度看，固態(tài)電池能夠繼承混合固液電池的大量技術(shù)成果與材料體系。“在電解質(zhì)方面，氧化物與聚合物電解質(zhì)及其相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，已在混合固液階段得到發(fā)展，硅基負(fù)極及其配套粘結(jié)劑也逐步成熟。”徐航宇說。

“在正極材料方面，9系超高鎳等新一代高比能材料隨著無人機(jī)、高端新能源汽車以及混合固液電池的發(fā)展，也實(shí)現(xiàn)了規(guī)模擴(kuò)張與成本優(yōu)化。”在徐航宇看來，產(chǎn)業(yè)鏈的漸進(jìn)式積累，為固態(tài)技術(shù)的最終落地奠定了不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。

徐航宇也坦言，固態(tài)電池在真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之前，其綜合性能與成本仍存在一些不確定性。相比之下，混合固液電池已相對(duì)成熟，混合固液電池當(dāng)下已經(jīng)在特定領(lǐng)域展現(xiàn)出與傳統(tǒng)液態(tài)電池的差異化優(yōu)勢(shì)，形成有效的錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)。“從未來市場(chǎng)格局而言，二者并非簡(jiǎn)單的替代關(guān)系”。

“未來的技術(shù)格局很可能是液態(tài)、混合固液電池與固態(tài)電池長(zhǎng)期共存。三類技術(shù)將基于各自特性，在不同應(yīng)用場(chǎng)景中確立差異化優(yōu)勢(shì)。像大型電動(dòng)航空對(duì)能量密度、功率密度及安全性均有極高標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的液態(tài)電池或混合固液電池還達(dá)不到這樣的要求。”徐航宇說。