蔚来发布固态电池包，新能源行业要变革了？本文精编自光大证券《固态电池

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本文精编自光大证券《固态电池，抢占下一代锂电技术制高点》、中金《从 Quantum Scape看石榴石状氧化物固态电池的真实进展》
摘要：蔚来将于1月9日发布新轿车产品及150度电池包，外界纷纷猜测，为大幅提升能量密度，该电池或为固态技术方案。
当前车企搭载主流产品均为液态锂电池，而固态电池将液态电解质替换为固态电解质，能大幅降低热失控风险；通过采用金属锂负极，能将电池能量密度提升70%以上。但缺点是固态电解质电导率比电解液低10倍以上，快充性能不佳，以及制备工艺复杂、成本较高。
不过正因为看重高安全性、高续航，众多电池厂商、车企均在持续研发、验证固态电池商用化方案。如近期吸引极大关注的美国固态电池企业Quantum Scape ，计划于2024年开始量产固态电池。
一、固态电池——下一代高性能锂离子电池
1991年索尼(103.99, 1.99, 1.95%)公司推出商业化液态锂离子电池，随后液态锂电池进入快速发展。
2015年至今，由于全球范围汽车电动化浪潮，车企对长续航、高安全性动力电池持续追求推动电池研发不断革新。
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国内为例，目前我国动力电池已由磷酸铁锂转向高镍三元，但供应商推测，未来五年依靠现有三元体系，动力锂电池单体能量密度难以实现高于350Wh/kg的目标，即无法达到国家要求。
另外磷酸铁锂转向高镍三元过程中，许多车企出现电池自燃事故（三元电池能量密度高，但存在安全性差），引发消费者安全担忧。
正因为对更高能量密度和更高安全性的追求，目前各国均在加紧固态电池研发。
对比液态锂电池，固态电池具备以下优点：
1）固态电池将液态电解质替换为固态电解质，大大降低热失控风险；
2）固态电池电化学窗口可达5V以上，高于液态锂电池（4.2V），允许匹配高能正极和金属锂负极，大幅提升理论能量密度；
【蔚来发布固态电池包，新能源行业要变革了？】3）固态电池可简化封装、冷却系统，在有限空间进一步缩减电池重量，体积能量密度较液态锂电池（石墨负极）提升70%以上，达到500Wh/kg 。
当然，固态电池现阶段也面临许多技术障碍，包括：
1）大部分固态电解质电导率比电解液小10倍以上，快充性能并不佳；
2）循环过程中物理接触变差，影响使用寿命；
3）制备工艺复杂。
综合而言，由于对更高能量密度、更高安全性的追求，目前各国都在加紧固态电池研发，以期抢占技术高点。即使实现全固态电池产业化尚需时间，但过程中的技术创新已经能被持续应用，提升产品力。
二、政府引导，固态电池进入‘军备竞赛’阶段
各国政府近年陆续出台政策扶持新能源汽车行业，多个国家明确固态电池发展目标和产业技术规划：2020-2025年着力提升电池能量密度并向固态电池转变， 2030年研发出商业化全固态电池。
中国方面，部分企业已进入固态锂离子电池（半固态电池）中试阶段， 2025年前或可实现量产，如宁德时代、辉能科技等。
日韩方面，丰田计划2022年实现搭载固态电池的电动车量产。目前全球范围内，日本企业的固态电池技术较为领先，许多日韩企业选择抱团研发。
欧洲则谋求在固态电池领域翻盘，欧美各大车企纷纷投资固态电池初创企业。例如美国高校衍生的初创企业Solid Power、Solid Energy Systems、Quantum Scape等。
很明显，固态电池领域已经进入‘军备竞赛’阶段，市场参与者众多，车企、电池企业、投资机构、科研机构等在资本、技术、人才三方面进行博弈。