半固態(tài)電池技術(shù)突破或率先重塑汽車市場(chǎng)格局

固態(tài)電池正以一種出人意料的方式進(jìn)入主流動(dòng)力市場(chǎng)。

最新消息顯示，上汽集團(tuán)為其MG品牌旗下一款售價(jià)僅10萬(wàn)人民幣級(jí)別的純電車型MG4，搭載新型半固態(tài)電池。

此舉打破了前沿技術(shù)通常率先應(yīng)用于高端車型的慣例，直接將技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)火引向了對(duì)成本最為敏感的大眾市場(chǎng)。

這一決策的底氣，源自其長(zhǎng)期合作伙伴——固態(tài)電池獨(dú)角獸企業(yè)清陶能源在第二代半固態(tài)技術(shù)上取得的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

據(jù)公開信息，該電池的固態(tài)化程度實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵突破，電解液含量已降至5%。這直接帶來(lái)了兩大核心性能的提升：安全與低溫表現(xiàn)。

在安全性方面，該電池通過(guò)了“360度針刺測(cè)試”。這意味著從多個(gè)角度對(duì)電芯進(jìn)行破壞性穿刺后，電池均未發(fā)生起火或爆炸。

在低溫性能上，數(shù)據(jù)顯示，在-7℃的環(huán)境下，搭載該電池的車型續(xù)航達(dá)成率比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池高出約13%，極寒放電功率提升超過(guò)20%。這直接回應(yīng)了電動(dòng)車在冬季續(xù)航大幅衰減的市場(chǎng)核心痛點(diǎn)。

與此同時(shí)，其基礎(chǔ)性能指標(biāo)的同樣引人注目：系統(tǒng)能量密度據(jù)稱可達(dá)400Wh/kg，支持12分鐘快速充電400公里。此外，通過(guò)應(yīng)用預(yù)鋰化負(fù)極技術(shù)，其循環(huán)壽命也較傳統(tǒng)電池提升超過(guò)30%。

要在10萬(wàn)級(jí)的成本框架內(nèi)，兼顧基于固態(tài)技術(shù)的綜合性能提升，無(wú)異于一次嚴(yán)峻的考驗(yàn)。這背后并非單一的技術(shù)改良，而是上汽、清陶在制造工藝與核心材料兩個(gè)維度上協(xié)同突破的結(jié)果。

首先是生產(chǎn)工藝的革新。清陶為此押注于被行業(yè)視為畏途的“干法正極工藝”。

該工藝通過(guò)摒棄溶劑，能夠大幅縮減工序、降低能耗和生產(chǎn)成本，是電池制造降本的理想路徑。但相較于干法負(fù)極，干法正極因其技術(shù)難度而遲遲未能規(guī)?；瘧?yīng)用。

而清陶能源在2024年已宣布，其干法正極技術(shù)實(shí)現(xiàn)了中試階段的卷對(duì)卷生產(chǎn)，并通過(guò)干法熱復(fù)合，實(shí)現(xiàn)極片和電解質(zhì)的連續(xù)制造。

為了將這項(xiàng)工藝從實(shí)驗(yàn)室推向量產(chǎn)，上汽與清陶的專利布局覆蓋了從設(shè)備到材料的全鏈條。

核心突破之一在于多級(jí)輥壓設(shè)備的精細(xì)設(shè)計(jì)，例如通過(guò)將減薄輥設(shè)計(jì)為中凸弧形輥，改善傳統(tǒng)直輥的最小軋制厚度限制。專利還包含了對(duì)改性粘結(jié)劑材料的研發(fā)，以及開發(fā)適用于干法電極的電解液，用以提高浸潤(rùn)性和高溫循環(huán)性能。

供應(yīng)鏈的動(dòng)態(tài)印證了其產(chǎn)業(yè)化步伐。目前，先惠技術(shù)與清陶能源合作研發(fā)的干法輥壓設(shè)備（中試級(jí)）已成功交付并進(jìn)入調(diào)試階段。而在此之前，清陶能源已與輥壓設(shè)備制造商納科諾爾、以及固態(tài)電池設(shè)備商利元亨均建立了合作關(guān)系。

根據(jù)行業(yè)調(diào)研，中試階段單GWh產(chǎn)線約需5-6臺(tái)干法輥壓設(shè)備，單臺(tái)價(jià)值量在600萬(wàn)人民幣左右。

而若上汽MG的電池產(chǎn)線大規(guī)模采用此工藝，這將成為中國(guó)首個(gè)將干法電極技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際量產(chǎn)的項(xiàng)目，其行業(yè)示范意義重大。

值得注意的是，從技術(shù)路線來(lái)看，清陶有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的相關(guān)工藝（如復(fù)合涂層隔膜、原位固態(tài)化）只需在現(xiàn)有液態(tài)電池工藝基礎(chǔ)上迭代優(yōu)化。但后續(xù)仍需追蹤，清陶如何在電芯中實(shí)現(xiàn)固態(tài)電解質(zhì)層輕薄、高安全、高電導(dǎo)、低內(nèi)阻、高致密、均勻性的平衡，這仍是其量產(chǎn)的核心挑戰(zhàn)。

如果說(shuō)工藝革新解決了“如何造得便宜”的問(wèn)題，那么材料體系的選擇則決定了“電池本身有多便宜”。

與多數(shù)企業(yè)追逐高鎳或硫系路線不同，清陶選擇的是：重倉(cāng)錳基正極材料。

錳是一種儲(chǔ)量豐富、成本低廉的元素，但其在傳統(tǒng)液態(tài)電池中存在“錳溶出”、需配合耐高壓電解液使用等瓶頸。清陶的邏輯是，固態(tài)電解質(zhì)能解決錳基正極在液態(tài)體系中錳溶出、缺乏耐高壓電解液的根本問(wèn)題，從而釋放其低成本、高電壓的優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)一步從應(yīng)用來(lái)看，錳基正極的戰(zhàn)略價(jià)值在于其靈活性：下可替代磷酸鐵鋰，其低溫容量保持率可達(dá)95%以上；上可替代三元材料，例如鎳錳酸鋰不僅能量密度接近三元，且不含鈷，熱分解溫度更高，熱放射量?jī)H為三元的1/3，安全性優(yōu)勢(shì)顯著。

為克服錳酸鋰材料的瓶頸，清陶的專利顯示，其采用了對(duì)正極進(jìn)行包覆設(shè)計(jì)，以及單晶、多晶錳酸鋰復(fù)合的策略，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)攔截溶出的錳離子，保證循環(huán)性能。

在以上技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，清陶已正式將這一戰(zhàn)略迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)。其位于內(nèi)蒙古烏海、年產(chǎn)2萬(wàn)噸的錳酸鋰正極材料項(xiàng)目于本月進(jìn)入試生產(chǎn)狀態(tài)，預(yù)計(jì)2026年全面投產(chǎn)。

清陶方面認(rèn)為，從第一代到第二代產(chǎn)品，其解決問(wèn)題的路徑是清晰的。第一代產(chǎn)品解決了固態(tài)化的基礎(chǔ)工藝問(wèn)題，如復(fù)合正極、電解質(zhì)成膜與復(fù)合。第二代則通過(guò)引入錳系正極和干法工藝，來(lái)解決成本和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。

更深層次的，是清陶所提出的“平臺(tái)化”思路。該公司認(rèn)為，全固態(tài)電池是一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，它首先帶來(lái)了安全性的根本提升。在此之上，可以靈活選用不同的正負(fù)極材料組合（如錳鐵鋰、富鋰錳基等），讓它們?cè)谶@個(gè)平臺(tái)上發(fā)揮出各自的亮點(diǎn)。

這一戰(zhàn)略的最終目標(biāo)是，通過(guò)構(gòu)建包括全材料體系在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，逐步實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。

以上為電動(dòng)汽車的未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)開辟了一條新賽道：不再是單一性能指標(biāo)的“零和博弈”，而是通過(guò)一個(gè)更安全的底層平臺(tái)，系統(tǒng)性地提供解決不同痛點(diǎn)（成本、續(xù)航、低溫）的定制化方案。

隨著上汽MG4的正式發(fā)布，市場(chǎng)將最終檢驗(yàn)這一“工藝+材料”雙輪的真實(shí)成色，以及其能否真正成為重塑行業(yè)格局的引擎。