固态电池技术从中日韩起步到现在,已经十几年了,各国投入了大量资金。
上世纪80年代,日本就开始摸索该项技术,2010年,丰田正式立项,韩国三星和韩国Sk集团旗下的电动汽车电池制造公司(SK On)在2011年跟上。
中国宁德时代和比亚迪从2012年起布局。
起初以为换掉液态电解质,就能轻松提升安全和续航,结果技术被限制得很严重。
日韩企业专利多,日本占全球36%,中国27%,韩国18%,但专利多不等于能落地。
各国政府也给补贴,日本经济产业省认证丰田计划,中国科技部资助项目,可量产总推迟。
日本丰田本来喊话表示固态电池将于2025年小规模生产,但由于疫情的影响将拖延到2026年,现在又表示要进一步推迟到2027年后才行。
他们的硫化物路线导电好,但材料怕水,生产线得全密封,成本翻倍。
韩国三星SDI在2024年建了试生产线,能量密度到900Wh/L,可实际测试循环寿命才800次,氧化物路线稳定但导电慢。并行两条路分散资源,到2026年还是实验室阶段。
中国比亚迪2024年下线60Ah电芯,能量密度400Wh/kg,但多是半固态,含10%液态,真正全固态卡在界面接触。
界面问题是头疼事,固体电解质和电极硬碰硬,接触点少,锂离子跑不过去,阻力大20%。堆积就长枝晶,微米级就短路。
电极膨胀收缩10%,用久了接触失效,容量掉5%每循环。加纳米涂层能优化,但成本涨30%。
材料选型也难,聚合物工艺熟但导电率低10^-5 S/cm,氧化物便宜安全却导电差,硫化物导电10^-2 S/cm强,可对空气水分敏感,需惰性环境,纯度要99.9%。
日韩专注实验室,丰田专利多68%,但从实验到工厂转化慢,验证两年起步。
韩国企业资源散,氧化物用于安全,硫化物高密度,可不稳定。
中国三线并进,氧化物硫化物聚合物全抓,先推半固态建产业链。比亚迪和宁德时代用产业链优势,从材料到应用闭环,2026年上汽昊铂车型路测全固态,广汽计划同年装车。
芬兰初创公司(Donut Lab)在2026年CES秀出400Wh/kg电池,5分钟满电,循环10万次,但充电功率720kW,实际验证稳定性差。
成本高是一大难题,全固态单Wh 2.3元,是液态2.5倍。
生产需真空干燥,重量损失0.5%以下,杂质影响导电10%。试错费百万级一批,日本国土小,产业链集中难面面俱到。
中国家底厚,设备市场扩容,单线5-8吉瓦时,支持批量验证。
韩国三星与美国电池公司Solid Power合作,2025年建试线,中国宁德时代团队扩到1000人,2027年小批量。
技术突破靠灵感,吴凯说宁德时代成熟度从4到2027年7-8级。
硫化物遇水有毒,生产复杂,聚合物能量密度提升有限。
日韩想弯道超车,丰田四次强调2027年,可良率才65%,远低于液态95%。
中国渐进,先半固态续航超1000km,再迭代。
2026年1月,中日韩无公开量产线,计划多是2027年后。
持久战打法不同,日本死磕硫化物,韩国并行,中国多腿走路。
产业链完整是中国王牌,90%正负极材料产能在这里,日韩离不开中国供应链。
台湾辉能2023年领先能量密度,现在停滞,没市场氛围拉动。丰田专利基础结构多,离开中国难商业化。