风口上的固态电池：量产仍需三五年能解决电动自行车火灾吗

　　电动自行车安全隐患全链条整治再迎新节点。11月1日，由工信部组织起草的《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》强制性国标将正式实施。该标准的实施将填补国家层面对电动自行车用锂电池安全质量监管的技术依据空白。

　　目前，电动自行车主要使用铅酸电池和锂电池，铅酸电池相对安全，但能量密度低、环保性差，锂电池环保且能量密度高，但劣质和老旧锂电池又易起火爆炸，有没有在安全、环保以及能量密度方面兼得的电池？固态电池被认为是行业下一个进化方向。

　　多位电池行业人士对南都湾财社记者表示，固态电池量产预计在2026年—2030年，将成为解决电动自行车安全隐患的方案之一，但是因为成本等问题，大规模应用到电动自行车上仍需时日。

　　2023年6月，100岁的锂电池之父约翰·古迪纳夫去世时，固态电池研发已呈现“百花齐放”状态，而这位大器晚成的诺奖得主最后的研究方向也是固态电池：就在他去世前几个月的时间里，他仍然在发表论文，探索使用一种玻璃材料制造新型固态电池的可能性。

　　通俗地讲，固态电池也是锂电池的一种，但与目前市面上的锂电池不同，其里面没有液体，所有材料都以固态形式存在。目前市面上的锂电池因内部的有机电解液化学特性活泼等特性，在使用不当的情况下易发生燃烧和爆炸等安全事故，也因此，安全性更高、能量密度天花板更高的固态电池成为行业重点进化的方向。

　　据了解，工信部锂离子电池及类似产品标准工作组计划起草制定《固态锂电池通用技术规范》，该团体标准将规定固态锂电池单体的电性能要求、电气安全、机械安全、环境安全、标志、包装、贮存内容等要求。

　　南都湾财社记者查询全国标准信息公共服务平台发现，目前我国尚无固态电池相关标准。不过，在此之前，国家相关部门已多次提及起草制定固态电池相关标准。

　　今年6月份发布的《2024年汽车标准化工作要点》提出，围绕固态电池、电动汽车换电、车用人工智能等新领域，前瞻研究相应标准子体系，支撑新技术、新业态、新模式创新发展。

　　此外，2023年1月，工信部等六部门关于推动能源电子产业发展的指导意见也提出，推进聚合物锂离子电池、全气候电池、固态电池和快充电池等研发和应用，加强固态电池、钠离子电池、超级电容器、氢储能/燃料电池等标准体系研究。

　　企查查数据显示，我国现存1103家固态电池相关企业。区域分布上，广东、江苏分别现存221家、165家固态电池相关企业，远超其他地区，在全国总存量中分别占20%、15%。北京、浙江分别现存96家、91家固态电池相关企业，排名前四。此后依次为上海、山东、湖北等地，相关企业存量均在70家以内。

　　城市分布上，深圳现存116家固态电池相关企业，遥居第一，北京、上海分别现存96家、68家相关企业，排名前三。

　　注册量方面，2021年，我国累计注册91家固态电池相关企业，成为近年注册量最高的年份，不过，2022年、2023年，我国固态电池相关企业注册量已开始回落，分别为67家、51家。

　　据了解，目前国内固态电池技术路线主要分为三种：聚合物固态电解质、氧化物固态电解质和硫/卤化物固态电解质。其中宁德时代主要是硫化路线；鹏辉能源是氧化物路线，北京卫蓝、昆山清陶主要是氧化物+聚合物技术路线。

　　其中，聚合物路线开发路线较早，优点在于容易加工，能够与目前电解液的生产设备和工艺较好兼容。但是，聚合物类固态电解质室温离子电导率普遍较低，通常需要加热到60℃或以上高温时，聚合物基固态电池才能正常工作。同时，由于聚合物电解质较窄的电化学窗口和热稳定性相对较差，无法实现适配能量密度更高的正/负极体系，不符合正负极材料的迭代趋势。

　　硫化物路线因硫化物电解质的超高离子电导率被认为是最优固态电池路线。但是，因其材料自身的空气稳定性（对水分敏感）较差，目前在工艺上存在很大的难点。比如生产时要求有干燥间的配套产线，但是这样会大大增加制造成本。除此之外，硫化物电解质前驱体成本也非常高，导致硫化物基固态电池生产成本远远高于其他两种路线。综上，硫化物路线距离真正的商业化还有很长的路要走。

　　氧化物固态电解质离子电导率介于聚合物与硫化物间。氧化物固态电解质具有结构稳定性好、热稳定性高和化学稳定性好的优势，具有较宽的电化学窗口和机械稳定性，能够适配新型正负极体系，同时其热稳定性高达1000度，这在一定程度上提升了氧化物基固态电池的安全性。最重要的是其成本低且易于大批量制备，是最接近商业化生产的固态电池技术路线重庆国际电池展现场展出的半固态电池。

　　宁德时代董事长曾毓群此前在2024世界动力电池大会上表示：“如果用数字1到9，表示固态电池的技术和制造成熟度，1是刚开始涉及这一领域，9是技术成熟，可以投入大规模生产。当前行业最高水平只到了4左右，只是做出了一些器件样品，进行一些实验验证。这些器件的使用，有很多边界条件，如要在6000个大气压下，才实现较高的低温性能等。这意味着这些器件还无法投入市场应用。”

　　不过，已有企业给出了明确的固态电池量产时间，多数预计在2026年至2030年间实现全固态电池的量产。比如，卫蓝新能源表示，预计2027年以前实现全固态电池量产，同时希望到2030年，把全固态电池的销售价格控制在0.5元/Wh以下；三星SDI也宣布将在2027年开始量产固态电池；四川新能源汽车创新中心有限公司总经理助理、固态电池与新材料中心主任朱高龙此前表示，欧阳明高院士工作站预计2030年固态电池全面放量投产，产值将超1000亿元。

　　作为电池技术的“明星”，固态电池除了在新能源汽车领域备受瞩目，近年来也被认为适合应用于储能项目、低空经济、消费电子、电动自行车等领域。

　　巨湾技研相关负责人也表示，固态电池具有更高的安全性和能量密度，有望成为解决电动自行车火灾隐患的有效方案。但他同时称，固态电池早期阶段成本会相对较高，很可能从一些高端交通工具开始进行应用，比如eVTOL飞行器和中高端电动汽车。在电动自行车上真正应用的时间可能要更晚一些，这取决于技术突破和产业链成熟的速度，

　　“结合电动自行车的市场特点，固态电池未来会在部分特殊场景进行应用，如超长续航等领域。”星恒电源相关负责人也表示。不过，其补充道，以目前的锂电池技术水准来说，头部电动自行车锂电池制造企业的技术研发、生产工艺、PACK设计、检验检测等全链水准已经可以高度保障锂电池的安全性能。“只要选购合规、大牌锂电池产品，就可以安心使用电动自行车。”

　　中国化学与物理电源行业协会秘书长王泽深对南都湾财社记者表示：“从成本和安全角度来看，固态电池凭借其卓越稳定性和显著降低的火灾风险，符合国家提升电动自行车安全性的政策导向；推广时应全面考量技术成熟度与经济可行性，确保与绿色出行战略相协调。作为行业协会，我们将积极推动相关标准的制定、促进技术研发与应用示范，并搭建企业与政府之间的沟通桥梁，助力行业健康有序发展。”

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