隨著下遊應用領域的不斷拓展和 需求增長，對鋰電池行業提出了愈來 愈高的要求，鋰電池技術也由此不斷 進步，向更高的比能與安全性進發。從鋰電池技術發展的路徑來看，液態 鋰電池能夠實現的能量密度已經逐漸 接近了它的極限，固態鋰電池因其高 安全性、高能量密度、高循環壽命、寬 溫工作環境等優勢將是後鋰電時代發 展的必經乃至終極之路。中國實現 “3060”雙碳目標的政策要求以及新能 源車用動力系統、儲能系統兩大應用 領域對安全型固態電池的消費正在形 成巨大的市場需求。
國家對固態電池的應用發展政策頻出 從國家動力電池政策方面來看， 2019 年 12 月，我國發布了《新能源汽 車產業發展規劃（2021-2035）》（征求 意見稿），提出了加強固態電池研發和 產業化進程的要求，首次將固態電池 上 升 到 了 國 家 層 面 。 2020 年 11 月 2 日，國務院辦公廳正式發布《新能源汽 車產業發展規劃（2021-2035 年）》。到 2025 年，純電動乘用車新車平均電耗 降至 12 千瓦時/百公裏，新能源 汽車 新 車銷售量達到 汽車 新車銷售總量的 20% 左 右 。 固 態 電 池 產 業 化 被 列 為 “新能源 汽車 核心技術攻關工程”。 從國家儲能產業政策方面來看， 我國力爭在 2030 前實現二氧化碳達 峰，在 2060 前實現碳中和的目標（簡稱 “3060”目標）已經確定，實現“雙碳”目 標是國家的重大決策部署，是壹場廣 泛 而 深 刻 的 經 濟 社 會 系 統 性 變 革 。
2021 年 3 月 15 日，中央 財經 委員會第 九次會議研究實現碳達峰、碳中和的 基本思路和主要舉措，會議指出要“構 建以新能源為主體的新型電力系統” （簡稱“構建新型電力系統”）。 在碳達峰、碳中和國家戰略目標 驅動下，儲能作為支撐新型電力系統 的重要技術和基礎裝備，其規模化發 展 已 成 為 必 然 趨 勢 。 2021 年 4 月 21 日，國家發改委、國家能源局發布了 《關於加快推動新型儲能發展的指導 意見（征求意見稿）》（以下簡稱《指導 意見》），引起了儲能行業乃至能源行 業的廣泛關註，業界對《指導意見》的 發布給與了高度的肯定，並積極反饋 意見。7 月 23 日，國家發改委、國家能 源局在充分征求各界建議的基礎上， 正式發布了《指導意見》。自此，我國 儲能領域出現了儲能政策發布的三波 段。 儲能政策第壹波。7 月 23 日，國 家發展改革委、國家能源局正式聯合 發布《國家發展改革委 國家能源局關 於加快推動新型儲能發展的指導意 見》。《指導意見》從國家層面首次提出 裝機規模目標：預計到 2025 年，新型儲 能裝機規模達 3000 萬千瓦以上，接近 當前新型儲能裝機規模的 10 倍，該發 展前景和市場規模給行業帶來巨大信 心。
市場消費層面對固態電池的應用 呼聲日益高漲 首先，新能源 汽車 行業的快速發 展，推高了對固態電池應用的需求。 固態電池主要應用於新能源 汽車 等， 受國家政策推動影響，新能源 汽車 行 業快速發展。根據中國 汽車 工業協會 數據顯示，我國新能源 汽車 在 2011- 2018 年之間高速發展，銷售呈現爆發 式 增 長 ，7 年 間 銷 量 增 長 超 150 倍 ， 2019 受補貼大幅度滑坡等影響，銷量 有所下降，2020 年疫情逆勢上升，達到 了 136.73 萬輛的新高，同比 2019 年增 長 13.4%。隨著下遊新能源 汽車 需求 規模快速增長，固態電池行業發展前 景廣闊。
其次，儲能行業需求上升。全固 態電池從根本上解決了安全性，被公 認有望突破電化學儲能技術瓶頸，滿 足未來發展需求的新興技術方向之 壹。在電化學儲能方面，目前鋰電池 占電化學儲能比重達 80%。根據 CNE? SA 數據顯示，2020 年電化學儲能累計 裝機規模為 3269.2MV,同比 2019 年增 長 91%,而結合國家對能源發展的指導 方針，電化學儲能在用戶側、可再生能 源並網配套等領域的需求有望迎來快 速增長，固態電池發展前景明朗。 構建新型電力系統對固態電池應 用具有迫切需求 當前，國家電網正在著力推進電 網業務轉型升級，圍繞“雙碳”目標，加 快新型電力系統建設，服務新能源發 展。新型電力系統是以新能源為供給 主體、以確保能源電力安全為基本前 提、以滿足經濟 社會 發展電力需求為 首要目標，以堅強智能電網為樞紐平 臺，以源網荷儲互動與多能互補為支 撐，具有清潔低碳、安全可控、靈活高 效、智能友好、開放互動基本特征的電 力系統。 構建以新能源為主體的新型電力 系統，是實現碳達峰、碳中和最主要舉 措之壹，儲能必將肩負重任。未來，新 型電力系統的規劃建設需要建立多層 次，集中式與分布式並舉，調頻調峰與 削峰填谷高滲透的儲能系統。 構建以新能源為主體的新型電力系統，意味著風電和光伏將是未來電 力系統的主體，煤電降成輔助性能源， 需要在電能的產、送、用全鏈條加大投 入力度。從電源側看，為了解決新能 源裝機帶來的隨機性、波動性問題，必 須加快推動儲能項目建設；從電網側 看，保障供電可靠、運行安全，需要大 幅提升電力系統調峰、調頻和調壓等 能力，需要配置相關技術設備；從用戶 側看，政府鼓勵用戶儲能的多元化發 展，需要分散式儲能設施與技術。長 遠來看，這是推動電力行業高質量發 展、實現碳達峰、碳中和目標的必要之 舉。 在新能源高占比電力系統中，因 為集中式的風電、光伏大規模接入，發 電側的新能源隨機性、波動性影響巨 大，“天熱無風”、“雲來無光”，發電出 力無法按需控制。同時在用電側，尤 其是大量分布式新能源接入以後，用 電負荷預測準確性也大幅下降。這意 味著，無論是發電側還是用戶側都完 全不可控，所以傳統的技術手段和生 產模式，已經無法適應高占比新能源 電網的運行需求。 電力即產即用的特性，任何時候生產 量和需求量都需要嚴格匹配。像光伏 如果白天發的電如果太多，不能及時 存儲下來並網就只能白白浪費，這也 是“棄光”嚴重的原因之壹。而要解決 “棄光”的問題，很重要的壹個手段就 是儲能。僅從 2019 年上半年看，棄風 較為嚴重地區：新疆、甘肅和內蒙古， 棄風率分別為 17.0%、10.1%和 8.2%。 而目風電、光伏的發電量占比還處於 個 位 數 階 段 ，預 計 2030 年 將 提 升 至 25% ，到 那 時 候 ，這 個 矛 盾 會 更 加 凸 顯。 在各種儲能方式（抽水、飛輪、壓 縮空氣、釩液流、鉛酸電池、磷酸鐵鋰 等）中，鋰電池的電化學儲能無疑是最 靈活方便的，具備快捷響應能力。儲 能解決了新型電力系統對發輸配用的 即時性，形成在新能源高占比情況下 電力系統的“生產-傳輸-儲存-利用” 的閉環。 因此，無論是新能源車需要的動 力電池，還是新能源消納配備的大規 模儲能都需要大量的電池，固態電池 的產業化勢在必行。 固態電池的高容量、高密度、高安 全性使其未來應用更廣闊 2019 年 12 月 10 日，中國工程院戰 略咨詢中心等聯合有關單位發布了 《全球工程前沿 2019》報告。報告圍繞 9 個領域，遴選出年度全球工程研究前 沿 93 項和全球工程開發前沿 94 項。 其中電池方面的前沿工程占據兩席， 固 態 鋰 電 池 成 為“ 官 宣 ”發 展 趨 勢 。 2020 年 12 月 18 日，中國工程院發布 《全球工程前沿 2020》報告。遴選出年 度工程研究前沿技術方向 93 項和工程 開發前沿技術方向 91 項。其中“基於 固態鋰電池與鋰電容器技術的全天候 ‘功’‘能’兼備的電化學儲能系統”為 化工、冶金與材料工程領域 Top10 工程 開發前沿之壹，僅 2019 年全球發表相 關核心專利 199 篇。 在此前工信部頒布的《中國制造 2025》亦指明：“到 2025 年、2030 年，我 國動力電池單體能量密度分別需達到 400Wh／kg、500Wh／kg”。 從 技 術 潛 力角度來看，磷酸鐵鋰體系理論能量 密度約為 170Wh/kg，三元鋰電池理論 能量密度是 300 350Wh/kg，同時存在 熱分解溫度低、易燃燒爆炸等安全性 問題，二者能量密度提升空間相對較 小。相對傳統鋰電池 350Wh／kg 的天 花板，理論能量密度達到 700Wh／kg 的固態電池，能量密度提升潛力大，更 是全球公認的最安全的電池，已然承 載起安全與能量密度全面提升的使 命。 在動力電池技術方面，核心技術 攻關方向上重點提到電池技術突破， 壹是開展正負極材料、電解液、隔膜、 膜電極等關鍵核心技術研究；二是加 強高強度、輕量化、高安全、低成本、長 壽命的動力電池和燃料電池系統短板 技術攻關；三是加快固態動力電池技 術研發及產業化。從目前規劃的情況 來看，我國固態電池的研發目標主要 為能量密度的提升（輕量化）、正極材 料體系去鈷化（降低成本）、提升固態 電解質離子電導率和降低界面阻抗 （安全性及實用性）等方面的進步。 在儲能電池技術方面，新型電力 系統基本要素包括：電源、電網、負荷、 儲能、戰略備用幾個部分，有很多顯性 技術特征，比如綠色低碳、靈活高效、 多元互動、高度市場化等。靈活性建 設是新型電力系統的六大核心改造路 徑（網架建設、靈活性建設、數字化轉 型、調度能力升級、電能替代及節能改 造、市場機制建設）之壹，而靈活性建 設最相關的產業鏈為新型儲能，主要 涉及到鋰電池產業鏈。 從技術角度來看，相比更加穩定 的煤電，新能源發電存在瞬時特性的 電能儲存難題，電力需求旺盛時不壹 定 能 發 出 來 ，需 求 較 低 時 又 可 能 超 發。而我國大部分的電網系統，是按 照傳統“源隨荷動”的理念建設發展起 來的。構建以新能源為主體的新型電 力系統，就要適應清潔能源的不穩定 性，這要求電網具備“荷隨源動或源荷 互動”的能力。因此，要用更智慧的輸 送和需求管理方式，配合電源的低碳 化轉型和用戶側的用電需求引導建設 電網，最大程度提高新能源發電的利 用效率，實現電力行業減碳目標。 從安全角度來看，與傳統的、用於 純電動車的鋰離子電池相比，固態電 池無論是功率密度還是安全性等方 面 ，都 比 鋰 離 子 電 池 有 更 出 色 的 表 現。例如，令消費者糾結的安全問題、 續航問題、冬天怕冷夏天怕熱問題、怕 火怕水問題等，固態電池都可以解決。 在能量密度方面，如今較好的動 力電池系統只有 220Wh/Kg 左右，而固 態電池不考慮成本因素可以輕松做到 450Wh/Kg 以上。如今使用 NCM811 的 純電動車已經可以續航 600 公裏，那 麽，將這個數字乘以 2，大概就是固態 電池的續航數據了。換句話說，裝載 固態電池技術的純電動車，續航至少 1200 公裏。 此外，由於固態電池耐高溫不怕火，對 溫度不敏感；體積小，甚至可以隨意折 彎，因此，同樣的空間中，可以放置多 得多的固態電池電芯。也就是說，續 航 1200 公裏的數據，仍然有極大的向 上發展空間。固態電池采用不可燃的 固態電解質替換了可燃性的有機液態 電解質，大幅提升了電池系統的安全 性，同時能夠更好適配高能量正負極 材料並減輕系統重量，實現能量密度 同步提升。
英諾貝森：固態電池業界即將崛 起的壹匹黑馬 近年來，電動車電池爆炸、電動 汽車 起火等安全事故頻出，爆炸已成 為目前的動力電池系統較為常見的 危害表現，壹旦發生事故所造成的影 響也更為嚴重，不但會造成財產損失 和環境破壞，甚至會造成人身傷害或 生命危險。可以說，電池本身的安全 性已嚴重影響了人們的購車預期，大 規模使用會埋下許多安全隱患，若不 能有效的解決將會嚴重制約市場向 節能環保方向快速發展。 固態電池的技術瓶徑與關鍵問 題能否突破？到底有沒有更安全的 電池？就這些問題，鄭州英諾貝森能 源 科技 有限公司（“英諾貝森”）給出 了較好的答案。 據介紹，英諾貝森研發的防爆聚合 物固態電池（SSB）在軍民各領域均可 以實現廣泛的鉛酸和鋰電池替代，性能 先進，在物流、儲能等基礎應用領域，全 壽命周期的成本僅略高於磷酸鐵鋰電 池，遠低於鈦酸鋰電池。在野戰電源方 面，有著極其快速的補給響應能力，和 遠低於柴油發電機組的噪音，以及近乎 與背景相同的紅外特征。在高寒高海 拔地區，不出現容量大幅度衰減，低壓 鼓包脹氣；不需要附加加溫裝置，就可 以正常充放電並減少紅外特征。產品 也同樣符合潛艇在密閉空間裏對電池 的各項安全要求，相比傳統的鉛酸蓄電 池，充電迅速，功率密度提升數十倍，長 期使用衰減極為有限，壹次裝備後的使 用周期，大大超越鉛酸蓄電池。目前已 經裝備中科院自動化所礦用機器人、衛 華重工特種作業機器人等作業場所。 據悉，英諾貝森是壹家專註於固 態電池研發的高新技術企業，公司成 立於 2016 年 2 月，總部位於鄭州經開 區中國航天科工產業園，擁有 16000 的生產辦公環境，是專門從事新能 源儲能裝置及配套產品的研發、生 產、銷售、服務的高新技術企業，根據 不同用戶的應用需求，提供可行的整 體解決方案。公司的全固態電池產 品，突破了正負極材料在固態形式下 降低內阻的技術瓶頸，解決了循環壽 命短的痛點，在正負極配方、生產工 藝、制造過程方面擁有完全自主知識產權。 英諾貝森目前正在全力打造業 界最安全的電池品牌“貝森”-全生 命周期固態電池生態體系，旗下公司 包括新能源儲能技術研發、新型節能 電機研發、電芯生產和 PACK 基地。 英諾貝森依托在新能源材料、電化學 領域的優勢科研資源，通過材料改性 大幅提升恒流比和高倍率充電的實 用性，增強電池熱穩定性；通過對塗 布工藝、材料濕度控制工藝、石墨烯、 碳化矽等改性負極表面包覆工藝的 完善，精密控制痕量水分，改善電池 材料致密性，使負極催化活性大大降 低。徹底杜絕國內軟包電池普遍存 在的鼓包脹氣問題，在國內首家實現 實用性固態疊片軟包固態電芯量產。
在電池容量與安全性能方面，該 公司創業團隊歷時 6 年做了上千次 試驗，在多元聚合物固態電池技術路 線研發方面擁有多項發明專利，目前 取得重大突破。30AH、50AH 固態電 芯 及 48V/60V/72V/220V 等 各 種 直 流 電源已批量生產，安全性高（滿電任 意穿刺不起火、不燃燒、不爆炸，可通 過 槍 擊 試 驗）、循 環 性 能 好（80% DOD@0.5C 大於 6000 次）、支持寬溫 低溫充放電（-40 ~+80 ）、能量密 度大（170~300wh/kg）、內阻小（小於 0.7mΩ）、溫升低（相同倍率下溫升比 磷酸鐵鋰低 30%）等優勢特點，公司 單體大容量固態聚合物鋰電池項目 是國家構建新型電力系統儲能系統 剛需，30AH/50AH 固態電芯經過嚴苛 的加熱、穿刺和 ARC 測試，能經受 6 個小時 195 高溫烘烤下不會發生 熱失控，遠超行業鋰離子安全標準。
公司壹直專註於電池正極材料 去鈷化和無鈷化研究及新型固態電 解質材料研發，所研發的多元聚合物 固態電池，采用軟包疊片工藝，目前 定型並批量生產的產品從很多技術 性能和指標方面實現突破。目前，英 諾貝森系列固態電芯已成功取得多 家機構聚合物固態電池安全檢驗報 告 。 大 容 量 300AH 500AH 固 態 聚 合物電池正在試制定型階段。該公 司電池經多地應用表明，冬天-30 仍能放出 92%的電能，比市面上標稱 同等容量電池多出 20%續航裏程，深 得用戶好評。儲能方面也已聯合有 關單位正在建設 1.2MWp+500KWh 光 儲充微網項目應用，並與有關單位合 作，在新疆喀什打造首個兆瓦級固態 電池網側儲能電站項目。 未來，該公司將在國家有關部門 的大力支持下，積極參與有關標準的 制定，力爭成為固態電池業界的佼佼 者，為實現“碳達峰、碳中和”的目標 提供助力。 固態電池的消費市場容量展望 固態電池的需求主要來自於動 力電池、消費電池以及儲能電池三個 領域，我國固態電池的出貨量與這三 個領域的鋰電池需求量及固態電池 在這三個領域的滲透率息息相關。 根據該測算邏輯對 2020-2030 年我國 固 態 電 池 出 貨 量 進 行 預 測 ，預 計 2020-2030 年我國固態電池出貨量高 速 增 長 ，至 2030 年 或 將 突 破 250GWh。 消費電池市場。伴隨著 科技 的進步 和智能化浪潮的到來，智能可穿戴設 備飛速發展。2019 年，中國可穿戴設 備出貨量達到 9924 萬臺，同比增長 37.1%。這壹增長受益於智能手表、 持續血糖監測系統、無線耳機等產品 形態和 AR/VR 等新技術的助力。固 態電池作為可穿戴設備的上遊，其需 求規模也將隨著可穿戴設備規模的 增長而擴大。 動力電池市場。隨著固態電池產品 的成熟，未來將持續往下滲透，有望 在動力電池領域實現應用。受益於 政策的優惠，我國新能源 汽車 市場， 從 2014 年開始快速發展，隨後 2016、 2017 年產銷量增速放緩，2019 年國 內新能源 汽車 產量為 124.2 萬輛。目 前，為了緩解疫情對新能源 汽車 行業 的影響，我國推遲補貼政策至 2021 年，行業發展正逐漸恢復中。 儲能電池市場。固態電池被公 認有望突破電化學儲能技術瓶頸，滿 足未來發展需求的新興技術方向之 壹。在電化學儲能方面，目前鋰電池 占電化學儲能比重達 80%。而結合 國家對能源發展的指導方針，電化學 儲能在用戶側、可再生能源並網配套 等領域的需求有望迎來快速增長。 在國家電網公司發布“碳達峰、碳中 和”行動方案中，明確加強系統調節 能力建設，大力推進抽水蓄能電站和 調峰氣電建設，推廣應用大規模儲能 裝 置 ，提 高 系 統 調 節 能 力 。 未 來 5 年，國家電網將大力推動電網升級， 促進能源清潔低碳轉型，助力實現碳 中和目標。
固態電池的產業化發展預測 產能將成固態電池降本的重要 砝碼。數據顯示，全球固態鋰電池的 需求量在 2025 年、2030 年分別有望達到44.2GWh、494.9GWh，2030 年 全 球 市 場 空 間 有 望 達 到 1500 億 元 以 上。根據輝能此前測算，固態電池在 產能達到 20GWh 時，其電芯成本仍 是液態鋰電池的 1.1 倍，而此時電池 包成本可做到液態的 98％。因此對 於成本問題，行業普遍認為，目前固 態電池的生產成本中大多數為生產 過程成本，未來生產規模擴大將成為 降低電池的成本的重要砝碼。鋰電 池的生產成本也符合萊特定律：電池 產 量 每 擴 大 十 倍 ，其 成 本 會 下 降 28%。隨著電動車爆發帶來的推動， 儲能成本正持續下降，新能源電站+ 鋰電池儲能成本會不斷降低，根據 GTM 數據，2012 年到 2017 年電化學 儲能電站成本大幅下降 78%。而且 未來到 2030 年，儲能成本會下降到 1000 元/kWh，我國大部分地區風光 儲結合就能實現平價。 全球企業發力固態電池。當前， 在世界 汽車 產業全面新能源化趨勢 不可逆轉的背景下，固態電池作為下 壹代電池的重要選擇，在全球範圍內 受到廣泛關註。在 汽車 產業，豐田、 寶馬、本田、日產、現代、大眾等國際 主流車企已經紛紛開始布局固態電 池領域，國內長城、比亞迪、天際汽 車、蔚來 汽車 、愛馳 汽車 與眾多動力 電池供應商也已亮出了固態電池的 落地時間表。在動力電池供應商層 面，包括寧德時代等眾企業都在加大 研發力度，力爭早日實現固態電池量 產。聚焦固態電池，在全球範圍內， 壹場爭奪電動 汽車 電池技術制高點 的暗戰已然打響。 綜合鋰電池技術的發展路徑、我 國各類規劃、以及下遊動力電池、儲 能電池等領域的需求增長來看，固態 電池行業的發展將成為大勢所趨。 未來，我國固態電池行業的相關技術 將不斷進步，固態電池也將呈現更高 的能量密度，更優秀的安全性以及更 低的成本，其實現規模化生產和商業 化發展的時日已不遙遠。
（轉消費者日報）