9月5日,以先導(dǎo)智能(SZ300450,股價53.80元,市值842.60億元)、億緯鋰能(SZ300014,股價78.00元,市值1596.00億元)為代表的固態(tài)電池龍頭股股價大漲,截至當(dāng)日收盤,前者全天上漲20.01%,市值突破800億元,后者全天上漲16.59%,市值突破1500億元。
每經(jīng)記者胥帥攝
而就在9月5日上午,成都龍泉驛區(qū),先導(dǎo)智能員工對成都億緯鋰能有限公司的電池生產(chǎn)線設(shè)備進行了調(diào)試。
事實上,全固態(tài)電池的“熱”難掩技術(shù)之難——“固-固界面”貼合、硫化鋰制備工藝復(fù)雜,這些問題困擾著全球鋰電行業(yè),美國企業(yè)固態(tài)電池進展遲緩,日本企業(yè)量產(chǎn)時間推遲。
A股固態(tài)電池板塊龍頭企業(yè)股價拉出陽線,背后是中國企業(yè)全固態(tài)電池的量產(chǎn)希望,一些企業(yè)的固態(tài)電池量產(chǎn)時間表指向2027年。在此背景下,固態(tài)電池距離真正的商業(yè)化還遠嗎?
產(chǎn)線現(xiàn)場:成都億緯鋰能,設(shè)備商駐場調(diào)試
9月2日,億緯鋰能官微發(fā)布的消息顯示,固態(tài)電池研究院成都量產(chǎn)基地揭牌,“龍泉二號”全固態(tài)電池下線。億緯鋰能董事長劉金成參加了儀式。
據(jù)億緯鋰能方面介紹,該基地全面投產(chǎn)后年產(chǎn)能近50萬顆電芯。基地分兩期建設(shè),一期將于2025年12月建成,具備60Ah電池制造能力;二期計劃于2026年12月實現(xiàn)100MWh年產(chǎn)能交付。此次下線的“龍泉二號”為10Ah全固態(tài)電池,能量密度高達300Wh/kg,體積能量密度為700Wh/L,主要面向人形機器人、低空飛行器以及AI(人工智能)等高端裝備應(yīng)用領(lǐng)域。劉金成提到,在面對多種電池技術(shù)路線時保持理性判斷,充分驗證技術(shù)可行性后推進產(chǎn)業(yè)規(guī)模化落地。
億緯鋰能全固態(tài)電池下線的消息引爆資本市場,從9月2日開始,A股固態(tài)電池板塊龍頭企業(yè)股價開始拉升。究竟是什么樣的固態(tài)電池竟然引發(fā)資本市場如此關(guān)注?
9月5日,《每日經(jīng)濟新聞》記者前往成都億緯鋰能有限公司(以下簡稱成都億緯鋰能),該公司位于成都龍泉驛區(qū)環(huán)柏大道,與另一家鋰電龍頭企業(yè)中創(chuàng)新航(HK03931,股價29.26港元,市值518.58億港元)的成都基地相鄰。
記者現(xiàn)場了解到,億緯鋰能官微提到的固態(tài)電池研究院成都量產(chǎn)基地,就在成都億緯鋰能里面。成都億緯鋰能有東門和西門,內(nèi)部有停車場、員工生活區(qū)以及生產(chǎn)區(qū)。
記者在成都億緯鋰能現(xiàn)場了解到,固態(tài)電池生產(chǎn)線的圍墻外面,有一條無法通行的在建道路。成都億緯鋰能東門是公司的人力資源中心,較西門的人流更多。到了11時30分的飯點,成都億緯鋰能的供應(yīng)商員工一般會從東門出來吃飯。
此后,《每日經(jīng)濟新聞》記者碰到了公司多個供應(yīng)商員工,部分身著“先導(dǎo)”工裝。經(jīng)確認,這些身穿“先導(dǎo)”工裝的員工,來自固態(tài)電池設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)先導(dǎo)智能。
記者和兩名先導(dǎo)智能員工進行了交談,他們均提到先導(dǎo)智能為億緯鋰能電池生產(chǎn)線提供設(shè)備,且由他們負責(zé)清洗環(huán)節(jié)。整個電池線項目涉及機械設(shè)備等,除涉及先導(dǎo)智能外,還有“大族”。
據(jù)《每日經(jīng)濟新聞》記者了解,大族激光(SZ002008,股價34.00元,市值350.07億元)涉足電池工藝設(shè)備,也是億緯鋰能供應(yīng)商。
“前幾天才從無錫總部過來跑項目,解決現(xiàn)場設(shè)備問題,讓它跑起來。”上述兩名先導(dǎo)智能員工表示,成都億緯鋰能內(nèi)部有電池產(chǎn)線,每天都在生產(chǎn)電池,一種是大一點的圓柱電池,另一種是稍微小一點的圓柱電池。其中一名先導(dǎo)智能員工還解釋稱,生產(chǎn)的電池是放車上使用的,一個電池接一個電池串聯(lián)起來。
不過,億緯鋰能曾提到公司全固態(tài)電池已完成小軟包電池組裝工藝開發(fā)。真鋰研究創(chuàng)始人墨柯表示,固態(tài)電池只是指電解質(zhì)形態(tài),與電芯形態(tài)無關(guān),圓柱還是軟包是指電芯形態(tài)。
9月4日,記者致電億緯鋰能公開電話,對方表示官微只是提到全固態(tài)電池產(chǎn)品下線,并非指已經(jīng)實際量產(chǎn),“具備量產(chǎn)能力和量產(chǎn)是兩回事……成都那個是硫化物固態(tài)電池的中試線,中試到量產(chǎn)還有很多環(huán)節(jié)”。
在中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會原秘書長、高級工程師劉彥龍看來,全固態(tài)電池達到100MWh年產(chǎn)能,已經(jīng)是中國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)不小的突破,盡管還需要驗證成本、價格、技術(shù)穩(wěn)定性等。
在成都,除億緯鋰能之外,另一固態(tài)電池領(lǐng)域巨頭——清陶能源也砸下重注。去年11月,清陶固態(tài)電池西南產(chǎn)業(yè)基地項目啟動,該項目計劃總投資100億元,將建成成都首條半固態(tài)電池生產(chǎn)線,年產(chǎn)能達15GWh,是其“已投放的單體體量最大固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化項目”。今年5月,成都市自然資源局官網(wǎng)公布《成都清陶新能源科技有限公司清陶固態(tài)電池西南產(chǎn)業(yè)基地項目建設(shè)工程設(shè)計方案總平面圖批前公示》,也意味著該項目的建設(shè)進一步提速。
9月5日,記者來到成都郫都區(qū)彌陀村,找到了清陶能源固態(tài)電池西南產(chǎn)業(yè)基地,這是成都清陶二期項目,主要生產(chǎn)固態(tài)電池電芯及系統(tǒng)。根據(jù)項目建設(shè)的規(guī)劃,2025年啟動建設(shè),2028年全面建成投產(chǎn),15GWh新增年產(chǎn)值超100億元。不過,該項目現(xiàn)場還是一片荒地,有工作人員正在搭建三間板房,上面寫有“技術(shù)部”字樣。上述工作人員向記者表示,項目在進行建設(shè),目前還處在打圍階段。
國際對比:美日量產(chǎn)受阻,中國企業(yè)加速布局
為何目前還沒有量產(chǎn)的固態(tài)電池生產(chǎn)線,能引發(fā)鋰電產(chǎn)業(yè)、資本市場以及區(qū)域經(jīng)濟觀察人士的“興奮”?
據(jù)記者了解,這項被譽為“終極電池”的技術(shù)正迎來產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點,盡管它是全球鋰電產(chǎn)業(yè)公認的技術(shù)難題。
事實上,美國最前沿的固態(tài)電池企業(yè)也給不出量產(chǎn)時間表,甚至想放棄。今年7月,美國固態(tài)電池企業(yè)QuantumScape曾宣布終止自主制造固態(tài)電池,轉(zhuǎn)為向大眾PowerCo授權(quán)技術(shù)。此后,美股市場投資者對QuantumScape的股價“用腳投票”,7月18日到9月3日期間,該公司股價下跌42.79%。
而美國另一家專注于全固態(tài)電池研發(fā)的企業(yè)——Solid Power對制造固態(tài)電池的興趣不濃,只想解決電解質(zhì),即四大體系——聚合物、氧化物、鹵化物、硫化物的材料性質(zhì)。
汽車公司奔馳支持的Factorial Energy,這家總部位于馬薩諸塞州的固態(tài)電池開發(fā)商,倒是驗證了新開發(fā)汽車尺寸固態(tài)電池FEST。然而驗證只是開始,仍然要通過實際駕駛來驗證商業(yè)化規(guī)模量產(chǎn)的可行性。
至于美國固態(tài)電池研發(fā)商SES AI,其“AI for Science”的研發(fā)平臺不“鐘情”于固態(tài),仍然有液態(tài)鋰電池的開發(fā)動作。
日本企業(yè)方面更是將量產(chǎn)時間一拖再拖,從2025年推遲到2030年,即便汽車巨頭豐田持有上千項固態(tài)電池專利。
早在1976年,我國便開始探索固態(tài)鋰電池技術(shù),中國科學(xué)院在多個規(guī)劃中將其列為重點課題。1987年啟動的“863計劃”也將固態(tài)鋰電池列為重點課題。1976年,我國一位在德國的年輕訪學(xué)學(xué)者向有關(guān)部門寫信,申請研究固態(tài)電池。這位年輕訪學(xué)學(xué)者后來回國,成為“863”計劃“七五”儲能材料(聚合物鋰電池)項目的總負責(zé)人。他就是固態(tài)電池領(lǐng)域大名鼎鼎的中國工程院院士、物理所研究員陳立泉。陳立泉還創(chuàng)辦了一家生產(chǎn)固態(tài)電池的企業(yè)——北京衛(wèi)藍新能源科技股份有限公司(以下簡稱衛(wèi)藍新能源),鋰礦巨頭天齊鋰業(yè)(SZ002466,股價46.35元,市值760.71億元)對該公司有參股。
9月4日,衛(wèi)藍新能源董事長俞會根向《每日經(jīng)濟新聞》記者表示:“全固態(tài)電池沒有那么容易。”
去年9月1日,俞會根曾表示,其對衛(wèi)藍新能源能夠量產(chǎn)固態(tài)電池有十足自信。一年過后,俞會根保持謹慎:“目前沒有提前量產(chǎn)計劃。”
中科院物理研究所研究員、博導(dǎo)黃學(xué)杰在電話中向記者表示,全固態(tài)電池生產(chǎn)難度非常大,目前國家層面正在組織技術(shù)攻關(guān)。“全固態(tài)電池的幾種路線,各有各的難點,一言難盡……包括日本企業(yè)都沒有把這些難點看清楚,所以(商業(yè)化)一推再推。”盡管全固態(tài)電池化學(xué)材料的穩(wěn)定性有很大提高,但界面仍然是大問題——“電池到底怎么做,什么樣的形態(tài)”,現(xiàn)在都沒有完全確定。
全固態(tài)電池界面面臨的挑戰(zhàn),是業(yè)內(nèi)公認的“固-固界面”貼合難題——固態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)之間接觸,所有的鋰離子都在固態(tài)電解質(zhì)膜上遷移,但真實世界不存在絕對的光滑平面。打個比方,在液態(tài)電池中,正負極之間呈“水狀”,正負極鋰離子充分結(jié)合,電導(dǎo)率就很高。到了固態(tài)電池,“水”被換成硬邦邦的“餅干”,需要外力將正負極兩塊“餅干”貼緊。貼得不緊就有縫隙,電阻飆升;貼緊了,“餅干”里會擠出“碎末”(鋰枝晶),然后短路。
對此,黃學(xué)杰表示,外界施加的大氣壓力就很重要,實驗室里的壓力與真實環(huán)境要差很多倍。劉彥龍表示,難點就是如何在真實環(huán)境中保持高壓的穩(wěn)定性。
去年9月,寧德時代董事長曾毓群就提到,固態(tài)電池實驗室環(huán)境與外部環(huán)境的差別——比如要在6000個大氣壓下,才能實現(xiàn)較高的低溫性能等。這意味著實驗室一些器件還無法投入市場應(yīng)用。
量產(chǎn)時間:2027年為何是商業(yè)化關(guān)鍵節(jié)點?
除“固-固界面”的物理性質(zhì)之外,固態(tài)電池材料本身的化學(xué)難題也待解決。上述業(yè)內(nèi)人士均強調(diào),從長遠來看,硫化物路線將成為全固態(tài)電池的主流,主要的電解質(zhì)材料就是硫化物。
事實上,一些企業(yè)已開始布局,例如天齊鋰業(yè)年產(chǎn)50噸硫化鋰中試項目已實質(zhì)落地并動工。
天齊鋰業(yè)負責(zé)硫化鋰的研發(fā)人員向記者表示,硫化鋰產(chǎn)業(yè)化有四大挑戰(zhàn):制備工藝復(fù)雜,部分工藝會涉及高溫高壓;硫化鋰吸水易產(chǎn)生硫化氫氣體,因此對生產(chǎn)條件要求嚴格;設(shè)備選型要求嚴格,生產(chǎn)過程中對工況控制有很高的要求;下游電解質(zhì)對硫化鋰產(chǎn)品純度、粒度、水分控制要求高。公司硫化鋰產(chǎn)業(yè)化項目獨創(chuàng)的“漿態(tài)還原法”新技術(shù),開拓中低溫合成條件下硫化鋰合成反應(yīng)的可行性。
這也是劉彥龍所提到的硫化物固態(tài)電池面臨的兩難選擇。盡管硫化物固態(tài)電池在電導(dǎo)率等方面表現(xiàn)出色,但硫化物材料環(huán)節(jié)的制造難度極大,例如對水汽、濕度、氧氣等條件都有非常高的要求。
據(jù)記者了解,億緯鋰能固態(tài)電池基地也采用了硫化物路線,另一家電池巨頭寧德時代(SZ300750,股價325.11元,市值1.48萬億元)也在主推該路線。
寧德時代計劃,在2027年實現(xiàn)固態(tài)電池的小規(guī)模生產(chǎn),到2030年前后考慮擴大固態(tài)電池產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模。然而在去年,曾毓群曾認為,寧德時代的固態(tài)電池水平只達到“4”(1代表剛開始涉及此領(lǐng)域,9是指技術(shù)成熟)。為了達到“4”,寧德時代用了足足七八年的時間。目前,寧德時代方面認為,固態(tài)電池行業(yè)科學(xué)問題已經(jīng)基本解決,還有一些工程問題,離包括供應(yīng)鏈在內(nèi)的商業(yè)化還有一段距離。
無論是億緯鋰能,還是寧德時代,都有一個“固態(tài)電池2027年”的時間表。
東吳證券研報指出,近半年,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展超預(yù)期,比亞迪、國軒高科、一汽集團車規(guī)級電芯已下線,比預(yù)期快了半年。比如,寧德時代、比亞迪、國軒高科均瞄準2027年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)或裝車;長安汽車計劃2025年底推出金鐘罩全固態(tài)電池功能樣車,2027年達成規(guī)模化量產(chǎn)等。
黃學(xué)杰表示,大家都很有激情,希望在2027年有所突破。這一時間表和官方的規(guī)劃不謀而合,工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》也明確將固態(tài)電池列為重點攻關(guān)方向,支持鋰電池、鈉電池向固態(tài)化發(fā)展,并提出2027年前打造3至5家全球龍頭企業(yè)。珠海等電池產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)的目標也是2027年形成固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)集群、2030年實現(xiàn)批量交付以及產(chǎn)業(yè)形成初步規(guī)模。