固態電池大戰在即，誰能突破技術瓶頸成為王者？

在雙碳目標驅動的交通電動化加速轉型過程中，動力電池創新成為強化新能源汽車競爭水平、打造國家產業競爭力、穩固企業競爭優勢的關鍵，無論是新能源汽車先發國還是追趕國，或是動力電池鏈條各企業主體，紛紛瞄準新技術并布局新一代動力電池。當前動力電池創新潛力還很大，新技術競爭格局遠未形成，各市場主體有望通過創新技術發展重塑市場與產業格局。

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2023年5月31日，上汽集團和清陶能源簽署增資擴股協議和戰略合作框架協議，將進一步深化雙方長期、共贏的戰略合作伙伴關系，率先推動2025年實現固態電池技術“10萬輛級”大規模量產落地，依托全球領先的創新技術為消費者打造真正安全節能、高性價比的“爆款電動車”。

在固態電池上，上汽一改此前的風格，出手迅猛，量產應用時間表領先全行業，試圖鎖定固態電池技術釋放的首批紅利。的確每一輪技術迭代，都將帶來產業格局重塑的機會。掌控顛覆性技術的企業，或能逆襲而上。

車百智庫作為一家由中國電動汽車百人會聯合權威機構、產業鏈頭部企業共同發起成立的專業研究機構，基于此，課題組在《創新驅動新一代電池繁榮》中，通過多方調研、咨詢和討論，對動力電池創新，尤其是固態電池發展進行了深度解讀，供行業人士參考。

問題一：在固態電池領域，哪個國家擁有最多專利？中國近三年來有何研發突破？

日本固態電池相關專利擁有量全球領先，中國近 3 年加大固態電池的研發布局。

在全球范圍內，對 1990 年-2021 年3 月固態電池相關專利總擁有量進行統計數據分析。在地域方面，日本擁有固態電池專利最多，占比達到 28%；其次是中國，占比達到 22%；美國和韓國的占比分別為 14%和 5%。其中中國自 2018 年起，固態電池相關專利在數量和增速上都有大幅提升，到 2019 年專利總擁有量已超越美國，位于全球第 2。

在專利主體方面，日本豐田公司固態電池相關專利擁有數遙遙領先于其他國家的企業，目前全球排名前 5 的企業均集中在日韓企業德國的博世、美國的 QuantumScape、中國的鋒新能源和清陶新能源均進入前10，但 4 家企業總專利數不及豐田的 1/4。

問題二：固態電池領域的全球德韓爭霸戰，誰或將成為電池界的固態領先者？

固態電池的競爭呈現出全球角力的態勢，日韓、歐美、中國等均在積極布局以期望搶占先機。目前來看，固態電池領域市場參與者眾多，電池企業、整車企業、科研院所、投資機構等產業鏈上下游企業，均在進行研發和布局，固態電池產業化進程不斷加速。

其中，日韓企業以豐田、三星 SDI、日立等為代表，主要走硫化物路線，技術積累深厚，具有明顯的先發優勢，且聯合研發趨勢明顯，如豐田和松下、三星 SDI 和 SKI 以及 LG 化學，歐美科研機構和固態電池初創企業是主力軍，各大車企紛紛投資，包括 Solid Power、Ouantum Scape、 lonicMaterials 等，研發以氧化物和聚合物路線為主，基礎材料科研能力強。

我國部分固態電池企業如衛藍新能源、清陶能源等，主要依托高校及研究機構科技成果轉化而來，研發以氧化物路線為主，與車企合作緊密，如 2019 年北汽投資清陶能源，輝能與蔚來達成戰略合作，共同打造采用輝能 MAB 固態電池包的樣車等，另外如寧德時代等傳統電池企業在硫化物路線方面也有所布局。

問題三：固態電池產業發展面臨哪些瓶頸？

1、電導率低、固固界面、金屬負極等是目前固態電池行業發展的普遍技術難點，日韓在硫化物的技術壟斷地位可能會在一定程度上限制我國的發展。

2、全固態鋰電池與正極材料體系兼容度高，對負極、隔膜、電解液會造成一定影響。

3、固態電池成本高于當前商用化液態電池。電解質材料變化、少部分工藝改變、量產質量控制經驗不足等因素，導致目前混合固液電池成本仍較高。根據產業調研和測算，以 NCM811 液態電芯和NCM811 混合固液電芯為例，混合固液電芯成本相比液態電芯成本增加約 80%，其中固態電解質成本是主要新增成本，也是混合固液電池中的主要成本中心，占比約達 50%；少部分工藝改動、量產質量控制經驗不足、尚未進入大規模量產等因素也導致混合固液電池成本增高。而全固態電池成本相比混合固液電池會進一步增加，一方面，由于固態電解質用量的增加，另一方面，由于全固態電池工藝與液態電池相比變化較大，新增設備折舊攤銷、產品質量控制能力缺乏、工程驗證周期長等因素也會加大成本。

4、固態電池技術標準體系亟須建立。固態電池命名、尺寸、性能測試、安全測試等標準需建立和完善。目前固態電池的命名、尺寸等缺少明確定義和規范，一方面，需要對固態電池的分類、命名等準則進行規范，如明確混合固態電池、全固態電池等固態電池的定義，減少投資和研發的無效浪費。

另一方面，基于現行國家標準 GB/T 34013-2017，結合刀片電池、固態電解質特點等行業多年發展經驗，制定更精簡的動力電池尺寸規格標準 （現行國標中規定的電池尺寸型號多達 145 種），助力行業規模化發展。在電池性能測試和安全測試方面，固態電池不太適用直接沿用現有的液態鯉電池標準，需要加強測試規范，促進行業向更高質量方向發展，如增加高溫大倍率充電測試、增加超低溫放電測試、對針刺和擠壓等安全測試標準的試驗條件要求更加嚴苛等。

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