固态电池能量密度提升80%，2030年将规模化应用于电动汽车

固态电池能量密度提升80%，2030年将规模化应用于电动汽车

固态电池以其高能量密度、高安全性、长循环寿命等优势，正在成为电动汽车和移动设备的新宠儿。在电动汽车领域，固态电池能够实现更长的续航里程，减少安全事故的发生；而在移动设备领域，固态电池的小巧体积和高能量密度，为设备提供了更持久的电力支持。随着技术的不断发展，固态电池有望在未来几年内大规模应用于这些领域，带来革命性的变化。

在电动汽车领域，固态电池的优势尤为突出。梅赛德斯-奔驰与美国电池初创公司Factorial合作开发的新型固态电池Solstice，能量密度达到每公斤450瓦时，预计续航里程将比现有平均水平提高约80%。Factorial的首席执行官Siyu Huang表示，这种电池可以使用与传统锂离子电池类似的生产线，有助于更快实现规模化生产。

固态电池采用固体电解质，替代了传统电池中的液态电解质，这不仅降低了火灾风险，还允许制造更轻、更便宜的汽车。Factorial的固态电池在能量密度方面比梅赛德斯目前的高性能电池提升了40%，这将使梅赛德斯能够显著缩小电动汽车电池组的尺寸，或者为希望拥有长续航电动汽车的消费者提供选择。更轻的电池还将允许梅赛德斯使用钢材制造电动汽车车身，而不是成本更高且碳排放更多的高强度铝材。

从市场规模来看，全固态电池的前景同样令人振奋。彭博新能源财经预测，到2030年，全固态电池的市场规模将达到190亿美元。在中国，宁德时代等企业也在加大全固态电池领域的投入，预计将进一步提升其在全球电池市场的领导地位。尽管全固态电池产业化面临成本和技术等多重挑战，但预计2035年将实现大规模量产。

在移动设备领域，固态电池同样展现出巨大的应用潜力。与传统锂离子电池相比，固态电池具有更高的能量密度和更好的安全性。欣界能源研发的“猎鹰”锂金属固态电池，单体能量密度达到480Wh/kg，比传统电池提升1倍以上。这种高能量密度意味着在相同体积下，固态电池可以储存更多的电能，为移动设备提供更持久的电力支持。

固态电池在极端温度下的表现也更为出色。传统锂电池的工作温度范围通常在0℃到60℃之间，而固态电池可以在-40℃到150℃的更宽温域内正常工作。这一特性使得固态电池在各种环境条件下都能保持稳定的性能，特别适合应用于对温度敏感的设备。

除了消费电子领域，固态电池在低空经济领域也展现出广阔的应用前景。搭载“猎鹰”锂金属固态电池的电动垂直起降飞行器（eVTOL）创造了48分10秒的续航新纪录，相较行业现有水平大幅提升。随着飞行汽车、城市空中交通（UAM）的发展，固态电池有望成为低空飞行载具的一项主流电池技术。

目前，固态电池的商业化进程正在加速推进。截至2023年11月，国内固态电池产业链相关企业已超过200家，近4年固态电池行业投扩产规划金额超2000亿元，规划产能超过400GWh。如果以纯电动汽车每辆80千瓦时的电池容量测算，这些产能可以装车500万辆。

尽管固态电池展现出巨大的潜力，但仍面临一些技术和成本挑战。固态电解质之间的接触性和稳定性较差，离子传输效率相对较低，这是固态电池研发的首要技术难题。此外，固态电池的制造成本目前仍然较高，需要通过规模效应和技术进步来降低成本。

从全球竞争格局来看，中国在固态电池研发方面展现出强劲势头。截至2023年5月，全球固态电池关键技术专利申请量中，中国占比达36.7%，年均增长率全球第一。日本、韩国和一些欧美国家也在积极布局固态电池技术，竞争十分激烈。

展望未来，固态电池有望在2030年后实现大规模商业化应用。随着技术的不断突破和成本的逐步降低，固态电池将在电动汽车、移动设备、储能系统等多个领域发挥重要作用，引领电池行业的革命性变革。