要想將動力電池能量密度和安全提升一個量級，固態(tài)電池就是必然要攻克下的一個關(guān)鍵“山頭”。

瞄準于此，國際車企已經(jīng)開始在緊鑼密鼓的布局，以豐田、日產(chǎn)雷諾、通用等車企都在主導加緊固態(tài)電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局，而三星SDI、SKI、LG化學、麻省固能、Quantum Scape等電池企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域不斷取得新突破。

國內(nèi)方面，包括輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、清陶能源、萬向一二三、衛(wèi)藍新能源等中國企業(yè)，都在建設(shè)固態(tài)電池產(chǎn)線甚至部分已投產(chǎn)。

而2020年，作為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化第30個年頭，意味著電池技術(shù)即將進入一個新的變革周期，一場面向2025年后的下一代動力電池卡位戰(zhàn)已經(jīng)悄然開啟。

高工鋰電獲悉，2020年以來，以輝能、輝能、衛(wèi)藍、SES、三星SDI、Solid Power等國內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)不斷實現(xiàn)技術(shù)突破，并在產(chǎn)能規(guī)劃、裝車配套及融資等多領(lǐng)域加速布局，提前搶占固態(tài)電池市場高地。

在電池技術(shù)上，美國麻省固能（SES）解決了鋰金屬電池的循環(huán)和快充問題，其400wh/kg、1000wh/L以上的鋰金屬電芯能夠通過針刺，高溫等安全測試，循環(huán)500次以上；而衛(wèi)藍完成300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設(shè)計開發(fā)，成功通過針刺、擠壓、過充、短路等濫用試驗，循環(huán)壽命達到1200次以上等。

在融資環(huán)節(jié)，包括輝能、清陶能源、衛(wèi)藍、Solid Power、Quantum Scape等國內(nèi)外固態(tài)電池企業(yè)獲得資本認可，拿下大筆融資，為推進固態(tài)電池量產(chǎn)及技術(shù)研發(fā)備足“糧草”，其中大眾投資的Quantum Scape規(guī)劃上市。

在產(chǎn)能規(guī)劃上，輝能規(guī)劃杭州投資380億元建設(shè)大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項目，包括建設(shè)2GWh、5GWh固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項目；而清陶能源年產(chǎn)1GWh固態(tài)動力鋰電池也在今年7月投產(chǎn)。此外，星盈、衛(wèi)藍、SES、Solid Power等均規(guī)劃了產(chǎn)能建設(shè)路徑。

在裝車上，清陶固態(tài)電池已配套北汽EX3、哪吒U樣車測試，計劃今年生產(chǎn)500輛搭載清陶固態(tài)電池的哪吒U。而豐田也如期推出固態(tài)電池原型產(chǎn)品并在概念車上運行，計劃2025年前量產(chǎn)固態(tài)電池。

值得一提的是，固態(tài)電池領(lǐng)域迎來“新兵”加入，富士康母公司鴻海精密宣布入局，與寧德時代、SES在動力電池領(lǐng)域達成合作，計劃2024年推出固態(tài)電池。

以下是高工鋰電梳理的輝能、衛(wèi)藍、星盈、清陶、贛鋒、SES、三星SDI、Solid Power、Quantum Scape等11家主流固態(tài)電池領(lǐng)域的2020年動向：

輝能科技

國內(nèi)固態(tài)電池走的較快的輝能科技，其鋰金屬固態(tài)電池的原型電池已經(jīng)制造出來，質(zhì)量能量密度達到383Wh/kg，體積能量密度為1025Wh/L，循環(huán)可以做到500次。其固態(tài)電池已經(jīng)克服掉鋰枝晶和鋰苔的問題，負極完全采用鋰金屬。

今年7月，輝能在杭州投資380億元建設(shè)其大陸區(qū)總部及全球產(chǎn)業(yè)基地項目，包括建設(shè)2GWh、5GWh固態(tài)鋰陶瓷電池芯產(chǎn)業(yè)化項目，并考慮與合資建置產(chǎn)線等。同時，8月在新加坡成立子公司，形成以“新加坡運營總部”與“中國業(yè)務運營總部”的雙軌模式經(jīng)營。

在產(chǎn)能方面，輝能規(guī)劃2021年完成2GWh的示范線，同時推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)，2022年起通過2GWh的示范線提供幾家國營主機廠進行第一批固態(tài)電池量產(chǎn)車的投放，力爭在2026年達到50GWh產(chǎn)能。

為確保項目的順利推進，今年4月輝能科技完成了近億美元D輪融資，此前其曾獲得軟銀中國和丹豐資本的持續(xù)投資。

星盈科技

星盈科技開發(fā)了PEO基-LFP/Li 固態(tài)電池體系，采用固相燒結(jié)離子導體(LLZO/LiNbO3)包覆LiFePO4和添加10-20%固態(tài)電解質(zhì)；固態(tài)電解質(zhì)澆注原位固化的開發(fā)策略。該電池經(jīng)過50次循環(huán)之后還能接近98%。

其設(shè)計了一款80Ah-軟包固態(tài)電池，設(shè)計電池能量密度400wh/kg，解質(zhì)膜的厚度大概在30微米左右。

星盈科技全固態(tài)電池展望：2020年驗證固態(tài)電池材料體系，達到300Wh/Kg的5Ah軟包設(shè)計驗證；2022年固態(tài)鋰電池實現(xiàn)中試化生產(chǎn)；350Wh/Kg，循環(huán)>1000次；2024年建設(shè)年產(chǎn)2GWH 的全固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線實現(xiàn)量產(chǎn)；400Wh/Kg，循環(huán)>1000次。

清陶能源

7月底，清陶能源總投資55億元的宜春固態(tài)動力鋰電池項目一期投產(chǎn)，項目于去年8月動工，規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)10GWh固態(tài)動力鋰電池生產(chǎn)基地。其中一期投資5.5億元，年產(chǎn)1GWh固態(tài)動力鋰電池，二期投資49.5億元，新增固態(tài)動力鋰電池產(chǎn)能9GWh。

據(jù)清陶官方介紹，其固態(tài)電解液解決了規(guī)模化生產(chǎn)制造難題，聚焦氧化物，具體是以鋰鑭鋯氧材料為主體，再進行宏量化的生產(chǎn)。同時在正極材料表面做包覆，其專門設(shè)置了一條針對高鎳材料的固態(tài)電解質(zhì)包覆產(chǎn)線等。

此外，清陶固態(tài)電池已經(jīng)裝上樣車，搭載清陶能源生產(chǎn)的第一代固態(tài)電池系統(tǒng)的純電動樣車在北汽新能源完成調(diào)試并成功下線。清陶還與合眾針對哪吒U進行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測試，搭載固態(tài)電池的哪吒U計劃年底前量產(chǎn)500臺。

融資上，清陶能源7月完成E+輪融資，由上汽資本領(lǐng)投，昆山國創(chuàng)投資集團、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。

衛(wèi)藍新能源

衛(wèi)藍新能源汽車動力電池領(lǐng)域完成了300Wh/kg以上高鎳三元正極的混合固態(tài)電池設(shè)計開發(fā)，已經(jīng)給多家國際國內(nèi)整車廠送樣測試，評價結(jié)果良好，成功通過針刺、擠壓、過充、短路等濫用試驗，循環(huán)壽命達到1200次以上。

根據(jù)整車廠導入周期18-24個月考慮，該產(chǎn)品預計在2022年量產(chǎn)，后期會根據(jù)市場情況和資金情況進行實時調(diào)整。衛(wèi)藍新能源固態(tài)電池采用氧化物固態(tài)電解質(zhì)+原位固態(tài)化技術(shù)。

產(chǎn)能方面，其去年3月底奠基的固態(tài)電池一期項目總投資1.8億元，計劃建成年產(chǎn)1億瓦時固態(tài)電池的生產(chǎn)規(guī)模。受疫情影響，溧陽項目受疫情影響供應商設(shè)備延遲，預計下半年投入生產(chǎn)。

贛鋒鋰業(yè)

贛鋒鋰業(yè)第一代2億瓦時固態(tài)電池中試線已順利投產(chǎn)，產(chǎn)品性能全面達到其固態(tài)電池研發(fā)團隊研制樣品的水平。

其第一代固態(tài)鋰電池研制品已通過多項第三方安全測試和多家客戶送樣測試，贛鋒固態(tài)電池選擇氧化物厚膜路線。

麻省固能（SES）

麻省固能（SES）已建立了一整套解決方案，包括金屬負極材料、高濃度鋰鹽電解質(zhì)材料，并通過硬件（材料和電芯設(shè)計）和軟件（鋰金屬電池管理系統(tǒng)）的結(jié)合，可極大程度降低了鋰枝晶導致的安全問題。

SES同時解決了鋰金屬電池的循環(huán)和快充問題，其400wh/kg、1000wh/L以上的鋰金屬電芯能夠通過針刺，高溫等安全測試，循環(huán)500次以上，并達到12分鐘10%到80%的快充。

根據(jù)規(guī)劃，預計2022年A樣（100Ah以上），2023年B樣，到2025年能實現(xiàn)量產(chǎn)SOP。最新的進展是，已經(jīng)在和幾家國際車企確定共同開發(fā)協(xié)議。

值得一提的是，SES還與鴻海精密與寧德時代在動力電池領(lǐng)域達成合作，并計劃在2024年推出固態(tài)電池。

Solid Power

10月，Solid Power宣布生產(chǎn)和交付其第一代2Ah的全固態(tài)電池（ASSB），能量密度達到320Wh/kg。Solid Power已經(jīng)與戰(zhàn)略合作伙伴進行了產(chǎn)品驗證，并證實具備規(guī)模量產(chǎn)的可能性。

與18650 NMC電池相比，這種全固態(tài)電池的能量密度達到了320Wh/kg，而重量減輕了30%。電池電阻減小，同時具備較高倍率的性能，放電倍率可高達5C該公司計劃將下一代電池的能量密度提高到430 Wh/kg以上，同時保持同樣低的重量。

該產(chǎn)品準備2021年投放市場，2026年應用于汽車領(lǐng)域。去年7月，Solid Power在美國路易斯維爾開設(shè)了第一家能夠生產(chǎn)用于汽車的固態(tài)電池工廠，全部投入運營后，每年可生產(chǎn)約200件。

Quantum Scape

Quantum Scape聲稱，其鋰金屬陽極可以在15分鐘內(nèi)充電80%，消除了傳統(tǒng)陽極中存在的鋰擴散缺陷，以及擁有比鋰離子電池更高的能量密度。

Quantum Scape是大眾汽車投資的一家瑞典固態(tài)電池，并在今年6月宣布追加2億美元的投資，旨在推進固態(tài)電池開發(fā)進度。

最新消息是，Quantum Scape規(guī)劃在紐交所上市，并獲得由大眾汽車和卡塔爾的主權(quán)財富基金牽頭的超過10億美元的融資支持，交易預計2020年下半年完成。

三星SDI

三星高級技術(shù)研究所（SAIT）今年3月發(fā)布一款全新固態(tài)電池原型技術(shù)，比傳統(tǒng)鋰離子電池體積小約50%，能量密度提高到900Wh/L，能夠讓當前在售的新能源汽車在保持所搭載電池包體積大小不變的情況下，綜合工況續(xù)航里程提升一倍左右。

三星方面表示，其全固態(tài)技術(shù)的核心是Ag-C納米粒子復合層，這種電池可實現(xiàn)單次充電800公里續(xù)航，充電次數(shù)可超過1000次(約100萬公里的續(xù)航總里程)。目前，該電池技術(shù)還處于原型階段，尚不清楚這項技術(shù)何時應用于實際生產(chǎn)中。

24M

24M致力于推廣單元電芯的結(jié)構(gòu)，鋁箔和銅箔分別層壓到PET膜上。其電極不使用粘合劑，直接將電解質(zhì)與活性材料混合，在涂覆到箔片上。

因此，24M工藝無需大量使用惰性材料和資本密集型工藝（如干燥、溶劑回收、壓延和電解質(zhì)填充），從而大大降低了制造成本，可將資金減少多達50%。

24M可與采用半固態(tài)電極技術(shù)與固態(tài)電解質(zhì)相結(jié)合使用，半固態(tài)平臺不再是局限于實驗室的基礎(chǔ)技術(shù)，京瓷等知名大公司已經(jīng)通過驗證并且開始量產(chǎn)。

伊利卡（Ilika）

英國固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)商伊利卡（Ilika）4月完成1500萬英鎊（約合人民幣1.3億元）的股票配售以加速其固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。

目前其已經(jīng)在英國南安普敦市的一條試驗線上生產(chǎn)Stereax電池。現(xiàn)在該公司計劃與一家或多家第三方制造工廠開展合作以大規(guī)模生產(chǎn)Stereax電池。

值得一提的是，12月16-18日，【總冠名利元亨】2020高工鋰電&電動車年會（同期活動：高工鋰電十周年慶典暨高工金球獎頒獎典禮）將在深圳機場凱悅酒店重磅啟幕。本次年會主題為“繼往十歲成就開來十年新路”。屆時，800＋鋰電產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，1000＋企業(yè)高層將齊聚一堂，復盤鋰電行業(yè)十年得失，展望新十年圖景。

屆時，將邀請廣汽新能源、北汽新能源、合眾等主機廠及輝能、清陶、衛(wèi)藍、SES等電池企業(yè)圍繞下一代動力電池技術(shù)路線選擇及固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進展等展開深度探討。

責任編輯：YYX