淌着蜜亦布满荆棘：下一代动力电池的方向与探讨

全球新能源汽车动力电池的市场高地，显然已被中国占领。

根据研究机构EVTank联合中国电池产业研究院共同发布的《中国锂离子电池行业发展白皮书（2021年）》数据显示，2020年，全球锂离子电池出货量达到294.5GWh，其中，中国市场为158.5GWh，占全球总量的53.8%。

细分到新能源汽车动力电池，2020年，全球车用动力电池（EV Lib）出货量为158.2GWh。其中，中国市场车用动力电池（EV Lib）出货量为84.5GWh，占全球车用动力电池的53.4%。

市场需求正在形成井喷态势，尤其在中国市场，随着近十年来新能源汽车产业的快速发展，国家政策导向更加清晰。2020年10月，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，明确要求2025年新能源汽车销售市场规模占比达到20%左右，2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流。

在政策和市场的双重助推下，车用动力电池的发展迎来又一拨高歌猛进的浪潮。目前，液态锂离子电池的市场应用和技术发展均已趋于成熟。而市场显然无法满足于此，对更高效能、更安全、更经济性的动力电池的追求，已吸引大批相关企事业单位、科研机构，以及地方政府，向固态电池、氢燃料电池、锂硫电池、锂空气电池、锌电池等下一代电池，不断探索。

2021年4月15日，由山东枣庄国家高新技术产业开发区、电池网，联合举办的“2021第二届下一代电池技术与市场应用研讨会”在枣庄拉开帷幕。

会议云集了全国100多位锂电产业的知名技术专家和企业代表，就下一代电池的技术疑点、难点、解决方案，及量产应用、产业投资等话题，展开了一场深入探讨。

液态电池将被抛弃？固态电池时代全面来临？

经过近十年快速发展，目前，液态锂离子电池已经成为全球车用动力电池首选。同时，锂离子电池在成本和能量密度上均实现了大幅度改善，十年来，能量密度提升了近3倍，价格下降了85%。

但是，宁德万和投资集团有限公司投资部总监喻军认为，液态电池的特征，有其无法达到本征安全的天然缺陷，和终究难再提升的能量效率门槛。这些劣势，终将使得液态电池被市场抛弃，进而被兼顾高能量密度和高安全性的固态电池所取代，尤其是具备本征安全特征的全固态电池。

且这一时间不会太远，喻军预测5年内将实现液态电池到全固态电池的过渡和替代。公开数据显示，目前，包括宁德时代在内，全球已有40多家固态电池生产厂家。

从市场反应来看，今年以来，固态电池的呼声和热度确实正在升高。1月9日，蔚来在Nio Day上公布总能量150kWh的固态电池，并宣称将于2022年量产。3月15日，大众汽车在其首届“Power Day”上表示，未来汽车动力电池的终极形态将是固态电池。3月31日，固态电池生产企业辉能科技被传出将在今年上市。4月9日，赣锋锂业宣布拟投资22亿元建设高比能固态电池超薄锂负极材料项目。4月14日，蜂巢能源与中科院共建固态电池技术研究中心。 

可以看到，车企、电池厂商以及原材料供应商、科研机构等，纷纷下场开始布局固态电池市场和技术领域，固态电池的序幕已经开启。

固态电池将迅速取代液态电池吗？

中国电池产业研究院院长吴辉对此并不认同。吴辉认为，液态锂离子电池走过了数十年发展之路，尤其是经过了近十年的完善和提升，达到了目前能效和经济性的最佳状态。尽管依然存在能量密度与安全性等方面的诸多问题，但在市场应用方面，液态电池是最具经济性的选择，而经济性决定了产品规模化量产的程度。

固态电池虽然理论上安全性和能量密度都有优势，但目前存在很多技术问题尚未解决。最突出的是固态电解质和电极之间的界面问题，导致电导率低，界面阻抗大。而产品商业化的首要条件是要解决技术瓶颈，固态电池目前面临的技术瓶颈还需要时日以待解决。

另外，固态电池的优势就是利用固态电解质的稳定性，来提升电压或者负极更活泼的金属锂负极。但如果还存在电解液，也就是半固态电池，就不可能使用金属锂，高能量密度也就无法实现。

这一点来看，看似完美解决方案的半固态电池也并非具备比现有液态锂离子电池强得多的优势，尤其是在不具备经济性的前提下，半固态电池只能算是一种过渡方案。且目前来看，这一过渡方案并未具备大批量商业化的前提和优势。

归根结底，固态电池能否迅速取代液态电池，成为车用动力电池的主角，在于其技术瓶颈的突破。

氢燃料电池会大规模应用于汽车领域吗？

除了固态电池，另一个处于风口浪尖的则是氢燃料电池。眼下，氢燃料电池的全球商业化进程正在加速。

在中国，“以奖代补”的氢燃料电池汽车示范应用时代已开启，从国家层面到各级地方政府的政策“红包”频频发出，对于氢能产业的扶持力度不断加强。同样在国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中，明确提出到2035年，燃料电池汽车实现商业化应用的目标。

政策加持下，上燃动力、亿华通、东方电气、上汽集团、雄韬股份等在氢燃料电池领域深耕多年的企业领衔，潍柴动力、中化集团、宝武集团、国家能源集团、华能集团、国家电投集团、三峡集团、中核集团、中广核集团等能源巨头，也在加速布局氢能业务。

此外，中石化、中石油、中海油等国家能源企业，也在逐渐主导加氢站建设。其中，中石化规划“十四五”期间布局1000座加氢站或油氢合建站。

事实上，氢能的应用由来已久，最早应用于航天航空领域。氢能作为燃料电池应用于汽车，也已历经了韩日主流车企半个世纪的研究。总的来说，氢燃料电池车已经走过了可行性和可靠性验证阶段，目前正处于市场导入阶段。

国家新能源汽车创新科技中心总经理原诚寅认为，随着国家政策的引导和燃料电池技术的发展，我国已逐渐形成了以车企为载体的京津冀/华东/华南/华中等多个区域产业集群。

但受限于氢气制、储、运等环节相关法律法规的掣肘，氢燃料电池车目前依然只是少量应用于商用车领域。一方面，国内氢燃料电池在膜电极、双极板等核心配件的技术，较国外领先水平还存在3-5年的差距。氢燃料电池车真正大规模上量，预计将在2030年以后。

广东省武理工氢能产业技术研究院执行院长张锐明则认为，目前我国燃料电池产业刚刚由技术开发阶段进入到市场导入阶段，燃料电池电堆及系统初步满足商用车需求，部分性能追赶国际水平，但在工程设计与验证能力、关键零部件制造水平等方面仍存在一些明显差距。同时，产业链不完善，材料差距较大，相关标准、法规及测试手段仍滞后也制约着我国氢能产业的发展。

氢燃料电池规模化应用之路要想走得稳，几个条件必不可缺：一是要掌握核心技术，要占据产业制高点；同时，国家政策对于氢燃料电池车的引导和推动力度有多大，也将直接决定氢燃料电池车的商业化道路走多远。而地方政府因地制宜，发挥当地优势形成产业集群，是提升各地氢能产业商业竞争力的重要因素。

下一代电池的话题宏大而深远，而在资本竞相追逐、企业纷纷入场的新能源道路上，看似献花怒放蜜糖流淌，实则荆棘满地，充满了竞争的精彩和时间的考验。

附：枣庄市是鲁南经济带和淮海经济区最具活力、最富潜力的城市之一，位于北京、上海的中心点，苏鲁豫皖四省交界处，具有良好的交通优势，可实现企业价值与区域资源的最优空间耦合。今年，枣庄市委、市政府提出了“工业强市、产业兴市”发展战略，提出打造全国重要的锂电产业基地目标，加快壮大国家锂电池质检中心、中财锂模总部经济，支持航天科工、天瀚新能源等企业做大做强的“123”发展发展规划。目前，枣庄高新区正加速推动锂电龙头产业强势崛起，不断补链、强链、延链，加快树立枣庄高新区锂电品牌，为锂电产业落地提供了良好的发展环境。