根據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年1-10月我國新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量559.0萬輛，同比增長108.4%，累計(jì)滲透率達(dá)到了24.7%，全年銷量有望達(dá)到650萬輛。在新能源汽車強(qiáng)勁的需求之下，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)也高景氣上行，我國動(dòng)力電池2022年1-10月累計(jì)裝機(jī)量193.6GWh，同比增長99.9%。

　　隨著新能源汽車滲透率不斷提升，進(jìn)入全面市場化階段，長續(xù)航和新能源汽車安全愈發(fā)受到關(guān)注。在長時(shí)續(xù)航方面，現(xiàn)階段液態(tài)鋰離子電池?zé)o法使用鋰金屬負(fù)極，能量密度難以實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升；在安全性方面，有機(jī)電解液、鋰枝晶等問題引起電池燃燒問題無法根除，電動(dòng)車自燃事故頻發(fā)。因此，兼具高能量密度與安全性的車規(guī)級(jí)電池技術(shù)，包括固態(tài)電池和氫燃料電池，愈發(fā)受到產(chǎn)業(yè)與資本青睞。

　　固態(tài)電池：半固態(tài)到全固態(tài)的漸進(jìn)式發(fā)展之路

　　現(xiàn)階段液態(tài)鋰離子電池存在安全隱患和能量密度受限等問題，固態(tài)電池以固態(tài)電解質(zhì)替代易燃有機(jī)電解液，同時(shí)可適配高能量密度正負(fù)極材料，進(jìn)而有效解決新能源汽車安全與續(xù)航問題，被認(rèn)為是下一代電池技術(shù)中最具潛力的方向之一。

　　目前主流的固態(tài)電池有聚合物、氧化物和硫化物三類技術(shù)路線。

　　聚合物電解質(zhì)易加工，機(jī)械性能好，但其電化學(xué)窗口窄、熱穩(wěn)定性差、與鋰金屬負(fù)極與高電壓正極適配性弱、以及常溫離子電導(dǎo)率低，需加熱至60℃以上使用的缺陷使聚合物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受限。

　　氧化物電解質(zhì)具有較好的電化學(xué)與熱穩(wěn)定性，離子電導(dǎo)率比聚合物高，達(dá)10-4s/cm。但也存在電解質(zhì)層易破裂、界面電阻大、離子電導(dǎo)率比硫化物低等問題，使其大容量、高倍率電芯制備受限。目前主流的做法為加入少量電解液，以半固態(tài)形式產(chǎn)業(yè)化落地。同時(shí)，半固體電池生產(chǎn)工藝及設(shè)備與現(xiàn)有鋰離子電池兼容，成為全固態(tài)路上的折中之選。國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)以及部分電池企業(yè)主要布局氧化物路線。

　　硫化物電解質(zhì)電化學(xué)窗口寬達(dá)5V以上，離子電導(dǎo)率高達(dá)10-3s/cm，可適配鋰金屬負(fù)極，有望形成全固態(tài)電池解決方案。但其存在熱穩(wěn)定性差，鋰枝晶、空氣敏感等問題，生產(chǎn)制備需要低露點(diǎn)環(huán)境，現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)化難度較大。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，主流的硫化物固態(tài)電池制備分為干法與濕法兩大工藝，行業(yè)內(nèi)暫未形成一致工藝路線；與現(xiàn)有鋰離子電池相比，可省去注液、化成、二封等工序，但需要增加硫化物電解質(zhì)成膜、界面一體化成型等特有工序，同時(shí)配套關(guān)鍵非標(biāo)設(shè)備開發(fā)，整體開發(fā)周期較長。全球范圍內(nèi)，日韓企業(yè)對(duì)硫化物固態(tài)電池布局較早，國內(nèi)的電池企業(yè)、車企以及初創(chuàng)企業(yè)也都有選擇硫化物路線。

　　在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面，業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)普遍認(rèn)為半固態(tài)電池或許能在2025年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。全球范圍內(nèi)硫化物固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度基本一致，預(yù)計(jì)大規(guī)模商業(yè)化需到2028-2030年。我國企業(yè)大多選擇從液態(tài)到半固態(tài)再到全固態(tài)的漸進(jìn)式發(fā)展路線，其中，半固態(tài)電池采用固液混合電解質(zhì)，在提升電池安全性能與能量密度的基礎(chǔ)上，還能有效規(guī)避硫化物的專利風(fēng)險(xiǎn)。近日，衛(wèi)藍(lán)新能源宣布車規(guī)級(jí)半固態(tài)動(dòng)力電芯正式下線，預(yù)計(jì)首搭蔚來ET7車型，150度電的電池包能量密度達(dá)360Wh/kg，實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航里程。搭載半固態(tài)電池的50臺(tái)東風(fēng)風(fēng)神E70也于今年年初交付，在江西省新余市示范運(yùn)營。此外，固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展離不開現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈中材料企業(yè)的大力配合。正極、負(fù)極、隔膜、電解液等材料企業(yè)均就固態(tài)電解質(zhì)、高鎳正極、硅碳負(fù)極/鋰金屬負(fù)極、半固態(tài)電池隔膜的研發(fā)與固態(tài)電池企業(yè)積極對(duì)接，上下游協(xié)同，推進(jìn)半固態(tài)/固態(tài)電池的量產(chǎn)開發(fā)。

　　在融資方面，資本競相入局，搶灘固態(tài)電池領(lǐng)域。2022年以來，多家固態(tài)電池企業(yè)在一級(jí)市場獲得投資，包括恩力動(dòng)力、衛(wèi)藍(lán)新能源、太藍(lán)新能源、高能時(shí)代、中科深藍(lán)匯澤等。投資方有創(chuàng)投機(jī)構(gòu)，政府投資機(jī)構(gòu)，也不乏車企/電池企業(yè)等產(chǎn)業(yè)投資者。定位于全固態(tài)電池技術(shù)的高能時(shí)代于今年3月宣布完成超5000萬人民幣天使輪融資，投資方中包括電池企業(yè)。作為動(dòng)力電池的終極目標(biāo)，半固態(tài)與固態(tài)電池企業(yè)持續(xù)獲得資本賦能與資源傾斜，疊加車企、電池企業(yè)入局，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程穩(wěn)步推進(jìn)。

　　氫燃料電池：0到1階段，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展是關(guān)鍵

　　由于氫高質(zhì)量能量密度，燃料電池高能量轉(zhuǎn)換效率，以及氫燃料短加注時(shí)間等特點(diǎn)，使氫燃料電池汽車成為解決鋰電池汽車?yán)m(xù)航焦慮、充電焦慮的另一條具有潛力的車載動(dòng)力技術(shù)路線，特別是在長程重載領(lǐng)域更具優(yōu)勢，對(duì)于實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域低碳化以及擺脫燃油依賴具有重要意義。

　　表1：我國氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策

　　2019年以來氫能產(chǎn)業(yè)政策的密集出臺(tái)(表1)，推動(dòng)了燃料電池汽車的示范運(yùn)營和氫能相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2022年1-10月，我國燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為0.27萬輛和0.24萬輛，同比分別增長180%和150%。截至2022年10月底，我國累計(jì)建成加氫站296座，其中2022年新建成62座，我國加氫站保有量已居全球首位。

　　在資本市場，氫能產(chǎn)業(yè)也迎來了投資熱潮。根據(jù)投中數(shù)據(jù)，2022年上半年，氫能行業(yè)股權(quán)融資延續(xù)去年以來的火熱，共發(fā)生融資事件21筆，融資金額約15.9億元，融資數(shù)量和金額分別比去年同期增加50%和137%，投資區(qū)域主要集中在上海、浙江、四川、北京等地。從投資規(guī)模上來看，雖然出現(xiàn)了一些大額融資項(xiàng)目，但行業(yè)整體仍以早期輪次為主，融資規(guī)模普遍較小。從投資方向上來看，目前投融資主要集中在燃料電池系統(tǒng)、燃料電池電堆及其相關(guān)零部件與材料等產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)。

　　目前，我國燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)集成技術(shù)已接近國際先進(jìn)水平，空壓機(jī)和氫氣循環(huán)泵等BOP部件已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，同時(shí)在膜電極、雙極板等核心零部件方面技術(shù)進(jìn)步迅速，但在關(guān)鍵材料如質(zhì)子交換膜、催化劑等方面仍與國外頂尖產(chǎn)品存在差距。同時(shí)，雖然燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格相較于2019年已有70%以上的降幅，但距離商業(yè)化應(yīng)用仍有較大差距，隨著燃料電池核心零部件生產(chǎn)規(guī)模化與關(guān)鍵材料國產(chǎn)化，燃料電池系統(tǒng)成本有望繼續(xù)大幅下降。此外，燃料電池上游環(huán)節(jié)包括氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍較為薄弱，致使供氫成本較高，而這些環(huán)節(jié)具有投資規(guī)模大、周期長等特點(diǎn)，因此需要依靠大型能源、化工類等央國企投資布局，以保證燃料電池應(yīng)用場景中氫氣穩(wěn)定與低價(jià)供應(yīng)。

　　結(jié)論：未來可期，產(chǎn)業(yè)化道路仍需攻堅(jiān)克難

　　總體來說，固態(tài)電池與氫燃料電池作為下一代滿足長續(xù)航、高安全的車規(guī)級(jí)動(dòng)力電池技術(shù)，已成為全球車企、電池企業(yè)的競爭高地。與此同時(shí)，我們也要清晰認(rèn)識(shí)到固態(tài)電池與氫燃料電池仍處于商業(yè)化早期階段。

　　固態(tài)電池方面，其量產(chǎn)還需要解決關(guān)鍵材料降本、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)調(diào)整、關(guān)鍵工藝優(yōu)化、關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)等工程技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化難題。此外，固態(tài)電解質(zhì)與鋰金屬負(fù)極的使用將加大鋰資源需求，我國鋰礦資源僅占全球約7%，國內(nèi)鋰資源內(nèi)部供應(yīng)能力弱，未來還需要積極配套動(dòng)力電池回收，以規(guī)避鋰資源地緣風(fēng)險(xiǎn)。

　　氫燃料電池方面，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于導(dǎo)入期，從政策扶持力度、技術(shù)成熟度、以及脫碳需求三方面來看，以燃料電池汽車為主的交通領(lǐng)域有望率先實(shí)現(xiàn)燃料電池應(yīng)用的商業(yè)化，并逐漸拓展至儲(chǔ)能與分布式發(fā)電領(lǐng)域。隨著政策加持與資本賦能，燃料電池產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域競爭加劇，推動(dòng)燃料電池技術(shù)快速迭代與成本快速下降，但產(chǎn)業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施尚未成熟，產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未健全，行業(yè)整體格局尚未確定,因此資本需切忌一哄而上，應(yīng)更加注重氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同布局與可持續(xù)發(fā)展。