（文/李培编辑/徐喆）“全固态电池产业化极有可能在2030年左右突破。我们要敲响警钟，要全力以赴，要只争朝夕，我们要必须有这种紧迫感。”
在近日举行的中国全固态电池产学研协同创新平台（CASIP）成立仪式上，中科院院士、清华大学欧阳明高教授发出这样的呼吁，回应全固态电池领域的国际产业竞争。
在我国锂电池产业已确立主导地位之际，欧阳院士的呼吁绝非危言耸听。 宁德时代、福迪电池、中国新航空、福能科技、蜂巢能源、亿纬锂能、清陶能源、蔚蓝新能源等龙头企业的到场也表明了当地行业对这一挑战的高度重视。
固态和半固态不仅仅是“一字之差”
全固态电池被公认为解决锂离子电池本质安全的唯一途径，其能量密度有潜力比目前的电池材料体系提升2-3倍甚至更高。 然而，这些年来。 全固态电池固固界面的离子输运动力学问题尚未得到根本解决。 因此，国内外很多固态电池领域的初创企业都退而求其次，通过添加一部分液体电解质来改善界面性能，然后根据液体电解质的含量将其分为所谓半固态电池和准固态电池。
不久前，一家新车公司通过14小时直播展示了其电池组的1000公里续航能力。 据悉，其采用了蔚蓝新能源研发的半固态电池技术。 据观察者网公司频道了解，清陶能源的半固态电池也有望在今年安装在车辆上。
尽管有业内人士向观察者网透露，目前半固态电池组成本高达25万元，对应单位成本已达到1.6元/WH，无法大规模部署，但上述——前面提到的横向比较的进展还很遥远。 带领。
然而，在固态电池领域，全球产业化格局却截然不同。 固态和半固态电池的技术体系绝非“一字之差”。
对于半固态电池来说，传统的材料体系和涂层、注液、化学化成等关键工艺工具具有相当大的继承性。 但全固态电池与现有锂电池材料、结构、制造工艺工具的差异相对较小。 更进一步，从无到有建立技术体系、供应网络、商业生态系统的难度可想而知。
正因为如此，对于中国现在是否需要大力发展全固态电池，一直存在不同的意见。 在上述活动中，欧阳明高院士对此问题进行了发人深省的分析。
欧阳院士坦言，考虑到成本和成熟度的差异，“即使2030年全固态电池研发并产业化，也至少需要二十到三十年的时间才能取代液态锂50%的市场份额——离子电池。” 但从产业话语来看，全固态电池的影响力不容忽视，尤其是作为动力电池量产后。 “对于汽车技术来说，1%是非常重要的市场份额，而且这个市场份额不需要更换。” 到50%，替代1%已经具有突破性意义。”除了行业呼声之外，以固态电池为代表的新技术体系也将为我国锂电池行业打破低水平价格卷入、进一步向价值链上游攀升。
另外值得一提的是，由于中韩等锂电池强国现有的产业配套优势难以渗透到这一细分领域，因此美国、日本、欧洲等发达经济体一致将全固态视为发展方向。电池被誉为锂电池的“弯道超车”。 一个理想的突破点。 随着竞争对手加大投入，中国锂电池行业别无选择，只能“挑战”。
日本工业化“赢在起点”？
在全固态电池产业化“圣杯”的争夺中，日本是最常被提及的参考对象。 从专利数据来看，日本目前在全固态电池领域的专利布局优势明显，包括丰田、松下、出光工工等。 他们的专利持有量位居全球前三，彼此之间有着长期、密切的业务合作。 例如，丰田汽车的镍氢电池和锂电池主要来自其与松下合资的Prime公司，其固态电池技术早在2013年就开始与出光兴产联合研发。
如此现状，当去年10月丰田高调宣布2027年前后推动全固态电池量产时，引起了全球锂电池行业的巨大震动和担忧。
但现在就断定日本在全固态电池产业化上“赢在了起点”还为时过早。
正如欧阳明高院士所说，全固态电池的产业化面临着从基础研究到商业应用的一系列艰难挑战。 循环产业链将带来颠覆性变革，产学研合作至关重要。 但目前美国、日本、欧洲在生态栽培方面仍处于短板状态。
这家基础研究巨头的日本公司在推动全固态电池的量产方面感到力不从心。 据丰田与出光兴产联合披露的消息，其硫化物基全固态电池小型试产线，2021年11月才建成投产，量产进程尚需时日。得到整合和稳定。
相比之下，美国两大全固态电池初创企业Solid Power和Solid Power在产业化方面的表现更为明显，以至于该公司编制的《固态电池路线图2035+》报告弗劳恩霍夫研究所对全固态电池领域进行了点评。 各大国布局直言，虽然日本在固体电解质材料研发方面被视为全球领先，但在产业化能力方面评价韩国、美国、中国与其不相上下，而在全固态电池的试制方面，美国被认为领先于中国、日本和韩国。 （在固态试点方面，美国被认为领先于日本、韩国和中国。）
但需要强调的是，美国企业在“生产”上的活跃，离不开欧洲车企在“使用”上的积极支持。 Solid Power和Solid Power都标榜与欧洲大型车企的合作关系。 除了最近发生的爆炸事件外，推测的样品将被发送给公众进行测试，Solid Power还计划将其全固态电池设计和制造技术授权给宝马集团。
除了德国车企对引进测试的积极态度外，欧洲本土全固态电池初创企业也具有相当的特点。 例如，从IMEC成立的固态电池新秀在生产工艺创新上就颇具特色，而ITEN、ITEN等欧洲初创企业，在产品应用场景上也有很多可以借鉴的探索。
谁在起跑线上领先半步？ 答案可能并非没有争议。
重温“杀手级应用”
如上所述，全固态电池代表的不仅仅是电解液的替代，更是从材料体系到电池结构、制造工艺的全面变革，预计将对锂电池行业产生重大影响。
例如，目前的锂电池技术路线一般分为三元和磷酸铁锂两大类。 这一技术范式的形成也离不开液体电解质的制约。 一位固态电池厂商曾指出：“如果没有这样的限制（液态电解质），现在我们就可以完全放飞自我了，无论是正极材料还是负极材料，我们都有了更多的选择……我们在不断添加到电解液中，今天加这个添加剂，明天加那个添加剂，在对负极材料的表面进行处理的时候，我们必须要考虑界面的稳定性，要做很多添加剂的工作。这里其实可以开始做减法工作了，这里最直接的一点就是为什么现在正极材料我们只能选择三元和铁锂，因为我们的电化学窗口就只有这个了，如果超过4.2V的话，结构就这样了。但有没有电压超过4.2V的材料呢？答案一定是肯定的。
还应该深入思考的是，全固态电池在应用场景中是否也会或只能替代现有的锂离子电池？
贝尔实验室在 20 世纪 40 年代末发明晶体管后，将这项颠覆性技术授权给了 RCA 和当时真空管市场的其他巨头。 然而，已经在电子元件市场占据主导地位的巨头也看重晶体管技术的潜力。 为此投入了大量的研发资源，但其应用思路是取代现有系统产品中的真空管。 然而，早期的晶体管在性能上落后于真空管，无法渗透到台式收音机、落地电视和早期的数字计算机中。 等待“主流”市场。
然而，当RCA等公司专注于迭代研发以满足基准应用需求时，来自日本的索尼却推出了全球首款电池供电的袖珍晶体管收音机，一举找到了主流市场之外的“杀手级应用” 。 在产品形态上，充分发挥了晶体管低功耗、紧凑耐用等优点，而其在音质处理上的缺点也没有受到年轻消费者的诟病。
直到晶体管产品终于实现成熟，那些一直坚信自己正朝着正确方向前进的真空管巨头们才从梦中惊醒。 然而，当他们调整路线以应对晶体管业务生态系统的挤压时，为时已晚。
由此看来，在全固态电池的讨论中，其“杀手级应用”也应该被重新审视。 除了乘用车动力电池、消费类、小动力、固态存储甚至中大型商用车的场景外，或许我们还可以找到全固态锂电池早期应用的蓝海。 从可预见的成本和性能组合来看，在纯电动和混合动力飞机的浪潮中，全固态电池是非常符合需求的选择之一。
总体而言，除了渐进式创新的半固态技术路线外，中国锂电池行业确实需要警惕激进式创新的全固态技术路线带来的颠覆性风险。 在这一领域，尽管现有供应链的优势已明显削弱，但中国锂电池产业界、学术界、研究界和应用界二十年来积累的理念、习惯等隐性知识也有望助其一臂之力。在国际比赛中“赢在终点线”。