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日本在锂离子电池领域曾是霸主般的存在，由于战略失策，错失了新能源汽车的风口，转而奔向下一个技术高地——固态电池。全固态电池的量产，事关科技主导权之争。赢得先机的中国企业当仁不让，以攻坚之势分秒必争，量产事宜已推上了日程。
作者丨郝秋慧
2019年10月9日，诺贝尔化学奖花落锂电池领域，三名研究锂电池的先驱摘得殊荣。71岁的日本化学家吉野彰是三位获奖者里年纪最轻的一位。1983年，吉野彰研制出世界第一个可充电锂离子电池的原型。2年后，世界上第一块现代锂电池诞生。1991年，索尼首次将锂电池实现了商业化。吉野彰也成为了智能手机和电动汽车使用的锂离子电池的开发者。日本自此奠定了在锂离子电池领域的领军地位。
1998年，日本锂电池的产能已达到每年4亿支，霸占了全球90%以上的市场份额。彼时的中国还在镍镉电池和镍氢电池领域里掘金，随后几年，又被锂离子电池不断挤压市场份额，中国企业才不得不跟随式创新，转投锂离子电池领域。由于日本在智能手机领域节节败退，加上日企燃油车在全球市场上风光无两，并战略性放弃了对成本昂贵的纯电动汽车的投入，转而重仓氢燃料电池汽车。2011年，在日本TDK集团属下全资独立运作公司新能源科技有限公司（Amperex Technology Limited，简称ATL）担任高管的曾毓群辞职，凭借着在ATL的丰富经验，曾毓群率团队二次创业，创办宁德时代（CATL），并于第二年拿下了宝马集团的订单，开启了宁王的登顶之路。2023年，全球动力电池装车量前十名中，以宁德时代为首的中国动力电池企业占据了六个席位，而锂离子电池的昔日王者日本仅剩下松下一家位列前十。为了夺回在电池领域失去的份额，日本企业开始在全固态电池的量产上发力。“2030年左右实现全固态锂电池的商业化应用”被写进日本《蓄电池产业战略》。“全固态电池的量产，事关科技主导权之争”，清陶能源总经理李峥告诉亿欧汽车，日本在全固态电池领域起步是非常早的，在知识产权积累和原始知识产权积累上也是非常充分的，仅日本固态电池的专利在全球占比达到68%。这位在固态电池领域17年的科学企业家表示，到现在为止，全固态电池还没有真正进入量产阶段，而是处于像上世纪80年代中后期液态锂离子电池积累的状态。所以中国在这个领域都有非常大的机会。2024年5月24日，“向新十年丨上汽集团新能源技术发布会”上，李峥宣布“首条全固态电池生产线建成贯通倒计时500天正式启动”，基于聚合物-无机物复合电解质技术路线的上汽全固态电池，将于2026年实现量产。在活动的前一天，李峥同上汽集团副总裁、总工程师祖似杰接受了亿欧汽车的采访，就固态电池的中国路线分享了自身的技术思考。![]()
固态电池的两大核心挑战李峥：固态电池产业链的核心挑战主要集中在两大方面。由于全固态电池与传统液态电池的生产工艺截然不同，现有的生产线无法直接用于固态电池的制造。这意味着在初期阶段，产能投放将受到限制，因为新工艺与新装备的成熟稳定需要时间。因此，我们初步设计的产能将较为有限，但我们会依托这一规模，精心调试量产装备、新工艺，确保稳定运行。目前，我们已通过智己L6光年版等项目，以及即将推出的新一代固态电池计划，对全固态电池产线的新工艺和新设备进行了大量的验证与稳定运营工作。相较于液态电池，固态电池中不存在任何液体，这要求电池制造过程中不能有丝毫缺陷。即使液态电池制造中存在一些细微问题，也可以通过液体的浸润来弥补，但固态电池则对制造缺陷零容忍。这对制造能力和品质控制提出了极高的要求。但是好在有上汽集团。因为汽车是工业上的皇冠，汽车的制造质量要求、可靠性要求非常高，上汽从方法论角度，从制造能力、质量管理能力来说，有大量的成熟团队和成熟的人才，这些将极大地助力我们提升全固态电池的量产制造能力。在材料科学问题上，我们已经解决了关键难题。然而，目前最大的挑战仍在于工艺设备的稳定性和自身的制造能力。任何微小的制造缺陷都可能直接影响电池的性能，这使得我们对制造品质的要求比以往任何时候都更加严格。为此，我们已经制定了周密的计划。一方面，我们同步推进量产产线的建设工作；另一方面，借助现有阶段的固态电池量产经验，我们对设备稳定性进行持续验证和改进。同时，我们还致力于培养专业的制造团队，确保在量产线建成时，所有工作能够顺利融合，推动固态电池的真正量产。完成产线建设并实现量产之后，我们还将进行完整的整车开发流程，确保最终向市场提供高品质、负责任的产品。![]()
全固态电池的量产，事关科技主导权之争
日媒数据显示，日本固态电池的专利占全球的68%。日媒此项数据及固态电池技术的先进性是否属实？
李峥：日本在全固态电池领域起步是非常早的，所以在知识产权积累和原始知识产权积累上是非常充分的。刚才您讲的这个数据是很准确的。日本确实在国际专利领域占68%。
不止是全固态电池，日本在锂电池的产业化领域，起步都是非常非常早的。咱们常用的锂离子电池，也是日本的索尼公司在1991年率先量产的。锂离子电池到现在为止，已经30多年的时间，日本的企业，无论是在核心材料，还是在整个电池产品上，也一直处于领先的地位。
中日双方在电池技术领域的差距有多大？
李峥：中国锂电池的产业研发和整个产业化工作，相较于日本，起步相对晚。但是在过去十几年的时间，中国广阔的市场和非常明确的产业引导思路，就是总书记讲的“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路”，对新能源产业带来非常大的影响。再加上我们有非常完备的产业供应链，所以我们在锂电池领域是奋起直追。
现在我们是从“跟跑”到了“并跑”的阶段，但是现在我们在锂电池领域还称不上“领跑”。因为我们目前做的大量创新，都是跟随式的创新，通过市场规模带来成本的优势，形成了更大的市场占有率。
从电池的迭代和材料的迭代来说，我们跟国际一流企业，只能说是同一个水平线上。这也是为什么大家都在发力全固态电池领域，因为全固态电池的量产，事关科技主导权之争。
这是一个新的竞争局面，就像1991年日本先发量产了液态锂电池是一个道理。
但是，全固态电池到现在为止，还没有真正进入量产阶段，而是处于像上世纪80年代中后期液态锂离子电池积累的状态。所以实际上中国包括其他的国家，在这个领域都有非常大的机会。![]()
全固态电池，将大幅改善新能源成本结构
李峥：实际上，任何新技术，产业发展过程当中都面临着成本逐步降低。一开始小规模的时候，前期研发投入大，成本会高，随着规模化不断拓展，成本会明确地下降，任何新技术都是这样的发展趋势，包括新能源车。十年前液态电池一度电的成本要五六千块钱，现在只到原来的1/10，这正是规模化生产带来的降本效益。我们坚定选择了固态电池作为未来的发展方向，包括上汽集团确定了固态电池未来要规模化装车的路线。要实现固态电池的规模化应用，首要任务便是解决成本问题，使其在成本上更有竞争力。我们做的是工业品，不是艺术品，更何况车还是日常消费品，所以降本是非常明确的。从技术的角度看，降低成本并非简单地要求供应商降价，这没有意义。通过技术的升级降本是最有意义的。锂电池领域进一步降本，只能通过固态化路径来做。目前，锂电池的成本构成中，正极材料占据了约40%的比重，主要的材料选择是磷酸铁锂和三元锂。为什么其他材料选择不了？是因为我们现在电池体系要考虑和电解液之间的稳定共存，就是和电解液之间的匹配性，电解液自身能起到锂离子的输运作用，但是电解液都是危险化学品，易燃易爆。固体和液体之间反应界面的稳定性就非常高，材料选来选去，最后就三元和磷酸铁锂还可以。随着液态电解质含量的降低直至固态化，正极材料的选择将变得更加广泛。虽然某些材料与液态电解质之间的稳定性可能较差，导致循环寿命不佳，但我们可以根据性价比在固态电池路线上做出更优选择。这将为降低成本提供清晰的路径。整车BOM成本的降低是成本控制的重要方面，其中包括物料成本和制造成本两部分。制造成本随着生产规模化而降低，而前期通过技术创新降低物料成本，将加速规模化进程，进而实现更大的成本节约。我们预计，在液态电解质含量降至5%的阶段，电池单价将具有10%至30%的成本优势，而全固态电池的应用将带来高达40%的成本降幅。这一降幅对新能源汽车的成本构成具有深远影响，有望促进新能源汽车的普及和提高市场渗透率，使其成为更多消费者接受的高性价比产品。![]()
“固态电池在中国的量产，可以走得更快”
未来在固态电池上竞争，中国跟日本是否互为最大的敌手？李峥：当然，中日两个市场并不是说二选一，有我没他。在电池、电化学发展过程中，我们一直处于一个向先进国家、先进技术学习的过程。以丰田为代表的相关企业，在全固态电池领域一直处在研发最前沿，我们非常敬畏、也非常尊重他们的研发进展，也一直在学习、吸收、融合和发展。当然，我们有自己的路线和自己的思路。这个过程中，并不是说完全封闭的。比如，在产业链上，我们和相关日本企业就有很多的交流，在互相沟通和学习。前几天，上汽集团和奥迪的新闻发布会上，提出“美美与共”。我觉得固态电池，未来在国际上的竞争和开发也是“美美与共”的概念，而并不是“有我无他”的状态。但是我们有信心，固态电池在中国的量产，可以走得更快，因为产业链和市场是最大的底气。李峥：中国在全固态电池量产的领域，最大的优势还是产业规模和市场规模。我们有最完整的产业链、有最大的市场、最多的研究人员。所以，我们对全固态电池量产的中国方案和中国路线是非常有信心的。李峥：目前我们已经确定了全固态电池搭载的整车的系统方案，包括已经确定的车型，所以我们所有的都是按照整车开发的流程进行了倒排。这些倒排的逻辑，是因为目前的全固态电池的实验室级别的样品已经具备了很好的性能，无论是能量密度、安全性、功率、包括循环寿命，当然循环寿命还没有测到完整的生命周期，但是从循环寿命的趋势预测，从这些角度来说是可以满足整车的需求，按照这个逻辑就制定了倒排的时间表。祖似杰：上汽技术中心是最早一批做固态电池的研究的，上汽跟清陶成立联合实验室，最终目的在于产业化。上汽清陶主要的优势和长处在于做电池，不在于如何在车上应用。成立上汽清陶是将双方最好的资源放进去，就是从材料到设备，到电池管理、系统、PACK，形成创新联合体，上汽作为链主加快推动产业的进步，推进固态电池的量产，解决上半场里面最大的不足。现阶段，我们是要将固态电池首先量产，但是上汽清陶也可以对外开放，供给业内其他产品，助力整个中国新能源车发展。李峥：上汽和清陶的合资模式，和传统的主机厂和电池厂做合资共建产能的模式不同，合资只是一种组织形式。合资公司是技术创新为驱动的合资公司，双方共同研发，取长补短，把核心技术放到公司里面，这个公司是产能的扩充并且承载了更新的下一代技术的责任。在这个基础上，当技术成熟了以后，我们会以合资公司进一步拓展市场，然后服务于整个行业。![]()
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