出品 丨 搜狐汽车·

作者 丨 胡耀丹

今年4月，宁德时代首席科学家吴凯指出，要实现全固态电池产业化，需要解决固固界面、锂金属负极应用、硫化物电解质在空气中不稳定和合成成本较高，以及全固态电池生产工艺等四大难题。

解决问题的难度有多大？作为动力电池领域的龙头企业，宁德时代对全固态电池的技术进展三缄其口，其他企业与全固态电池相关的对外信息也寥寥无几。

“有可能一天你脑子一闪光，搞定。也可能你想三年，啥也想不出来。”在2023年7月的中国汽车论坛上，吴凯回应业界宁德时代与丰田汽车在全固态电池领域进度的对比时表示。

紧接着，今年年初，欧阳明高院士组织召开中国全固态电池创新发展高峰论坛，强调中国新能源汽车产业优势，可能存在因美、日、韩等国家率先量产全固态电池，导致其被颠覆的风险。

彼时，吴凯的“灵光一闪论”指出，技术突破需要灵感。这句话也从侧面展现，全固态电池的技术进展依然被卡在基础理论和核心技术上。

然而，近段时间，连续两笔资金的动向都流向了全固态电池领域，不免让人猜疑其是否已经进入攻坚期的关键阶段。

近日，欧阳明高院士工作站四川新能源汽车创新中心开启招标该项目预计投资总额5亿元，主要为下一代高安全电池及全固态电池产业化定制厂房项目准备方案设计。此前，也有消息称国家计划投入约60亿元人民币用于全固态电池的研发。

投了钱，建了厂，全固态电池得到了财力的支持，但真正落地仍需数年。今年4月，吴凯表示，如果用1-9数字表示全固态电池的成熟度，宁德时代目前的成熟度在4的水平，目标到2027年到7-8的水平。

正如吴凯此前提出的问题：如何能在基础技术上实现突破？复旦大学高分子科学系青年研究员汪莹的课题组，提出了一种创新性的方法，将材料科学与人工智能结合在一起，解决材料体系的发现与适配问题。

“将一些我认为可能实现全固态电池产业化的材料体系数据收集在平台中，然后通过人工智能或者是高通量的运算，能够更高效地将有潜力的材料运用在电池研发中。”汪莹认为，这种方法可以更高效地发现更多可能性，加快研发与验证的进度。

固然，财力和智力在技术研发上是一对相互依存的孪生兄弟。然而尚不清楚的是，就现阶段而言，哪个因素更重要？它们在不同的环节发挥什么样的作用？

面对以上问题，搜狐汽车采访了专家学者与部署全固态电池的企业，结合学界、业界的看法，试图为全固态电池的技术突破进展“把脉”。

“我认为如果要给一个比例的话，智力脑力上的付出可能占60%，资金是40%左右。”汪莹对搜狐汽车表示，大体来说，技术研发应用流程包括五个环节，分别为假设、科学验证、技术专利申请、企业验证、小试/中试、大规模生产。

孚能科技对搜狐汽车表示，研发人员的创造性、实验设备的先进性、研究范式的全面性，都可能影响实现关键技术突破的时间。在研发应用流程中，科学验证阶段最难攻坚。

具体到整个流程中，智力能够有效推进流程前中期的研发突破，财力能够有效推进流程后期的产业化。对企业及行业而言，厘清这一研发脉络，有助于“有的放矢”地推进研发进程。

01 全固态突破难：一字之差，云泥之别

电池是电动汽车的“心脏”，全固态电池是电池的颠覆性技术，这是行业内一个几乎公认的事实。2024年，半固态电池上车频引热议，这甚至让人心生无限遐想：固态电池的竞赛，是否已经胜利在望？

现实是，仍需数年光阴。公开资料显示，部分国内企业公布的量产时间各不相同：上汽清陶计划2026年量产全固态电池；宁德时代预计在2027年小批量生产全固态电池；国轩高科称若测试顺利将于2030年量产全固态电池。日本企业的时间预测相对更激进，日本电池企业麦克赛尔宣布，最早将于2026年开始量产用于工业设备的全固态电池；丰田致力于2027-2028年推出全固态电池。

需要指出的是，在专家学者热议的“固态电池”中，真正具有“颠覆性”的是“全固态电池”。“全固态”与“半固态”只有一字之差，但在性能和研发难度上实有云泥之别。

只有在电池电解质为全固态的情况下，电池才能大幅提高能量密度、安全性和电池寿命，在市场上拥有颠覆性的优势。

比如，在能量密度方面，全固态电池可以达到500Wh/kg。作为对比，传统的液态电池大约在200-300Wh/kg，含有液体的半固态、准固态电池约在350-400Wh/kg。

全固态电池在能量密度上的领先，主要是因为全固态电解质可以在相同体积下提供更多能量，并且稳定性、电化学窗口更高，能够使用容量更高、电势差更大的正负极材料。如果其中掺杂液体，木桶效应下，效果或将减弱。

也就是说，全固态电池的优势，依赖于不掺杂液体的全固态电解质实现。而掺杂有液体的半固态电解质中，液体部分或如同木桶效应中的那块短板，将限制电池的整体性能。

正因为此，谁能率先实现全固态电池的量产，就能占据技术高点。

从结果来看，当下国内外企业均在积极布局固态电池相关技术专利。国家知识产权局披露的数据显示，宁德时代、比亚迪、中创新航等动力电池企业，广汽埃安、丰田、现代等车企均作出专利上的布局。

搜狐汽车梳理发现，国内企业如蜂巢能源、清陶能源、国外企业如现代、LG新能源等专利数占有优势。

不过，孚能科技告诉搜狐汽车，这很难作为判断企业研发实力的依据。因为，各大企业都不会优先将核心技术以专利的形式公布，在专有技术专利布局时，也会有意识地扩大保护范围，使特定词搜索变得没有代表性。

但显而易见的是，“固态电池落地赛”已经成为“全员参与”的国际竞赛。解决问题的速度，将决定未来能够抢占多少时间窗口。

02 基础研究落后，四大问题待解

具体而言，中国全固态电池研发面临一大基础科学问题和四大产业化问题。

其中，一大基础科学问题是原理认知型问题。上海交通大学周静颖等学者在《中国科学基金》发表的文章中指出，全固态电池发展受阻的根本原因是对复杂体系的动态演化过程认识有限,缺少有效的电化学与力学行为的表征与调控手段。

该文章继而指出，美国在基础研究方面领先；日、韩研发起步早，在关键材料上积累了大量的基础、核心专利；我国则胜在是电池生产的第一大国，产业链完备。

在基础科学方面的认知有限之外，四大产业化问题目前也难以得到有效解决。

其一，固固界面问题。界面接触方面，固固界面之间可能存在微小的间隙，或者可能界面接触不良，产生较大的接触电阻。稳定性方面，充放电过程中，固固界面可能会发生化学反应，导致界面结构破坏。此外，电极材料在充放电过程中也可能发生体积变化，固固界面易产生裂纹。

其二，锂金属负极应用问题。锂金属密度小、能量密度高、对应的正极材料选择面广泛，但是，锂金属在充放电过程中会发生体积变化。并且，虽然在液体电池的基础上进行了优化，但锂金属负极在充放电过程中仍然可能形成导致短路的锂枝晶。

不同电解质路线各有优劣。在技术路线方面，孚能科技对搜狐汽车表示，由于材料指标还无法完全满足全固态电池的要求，这使得哪一个路线都具有一定的优势，又存在一定的劣势。

比如，吴凯也曾指出，硫化物电解质在空气中不稳定、合成成本较高。

第四，全固态电池生产工艺问题。全固态电池生产工艺复杂，材料制备、电极涂覆等方面都与过往的液态电池截然不同，同时也需要进行设备成本控制，并不断调试工艺等方面。而这需要技术落地形成规模化产业链。

面对一大基础科学问题和四大产业化问题，中国电池行业如何破局？

03 智力：千金难买“灵光一闪”

“有可能一天你脑子一闪光，搞定。也可能你想三年，啥也想不出来。”吴凯的“灵光一闪”论，具象地形容出了智力因素在研发过程中的重要性。汪莹也说：“我认为卡住固态电池产业化突破的是所谓的‘灵感’。”

“灵感一般都是在一定研究基础上产生的。”汪莹认为，灵感不可能凭空想象而来。必须在某一方向做过足够验证和前期实验，才可能提出一个可以适配全固态电池的新材料或新技术。

即便利用人工智能助力研发，汪莹也表示，需要依靠研究经验，在确定研究方向的基础上，再利用人工智能、实验等方法去寻找“灵感”。

因此，选择方向是智力因素作用的第一步，研究方向将直接决定落地速度和质量。“如果是实验室级别，我认为大部分方向基本上都可以做出来。但如果考虑到产业化以及低成本等要素，那么不同方向面临的困难可能不是一个数量级的。这就会涉及资金等方面问题。”汪莹说道。

方向选择完成之后，灵感又将作用于何处？

根据搜狐汽车整理出的技术研发应用流程图，作为智力因素载体的“灵感”，一般在技术研发前中期发挥着较大作用。所谓前中期，即在实验室的假设、科学验证等阶段，以及从实验室走向产业化的过渡阶段。

孚能科技表示，除了研发路线之外，全固态电池大规模产业化，还面临着工艺及设备不成熟、固态电解质价格高及产业链不成熟的瓶颈。

但实际上，如果无法解决智力层面的路线选择、材料选择等问题，解决工艺设备不成熟、成本高和产业链不成熟等财力方面的瓶颈，也就无从谈起。

以上信息显示，研发人员的知识、经验决定了研发过程中的智力因素。从企业端来看，研发人员数量、学历高低，能够局部反映公司研发的“智力”。

搜狐汽车统计了宁德时代、孚能科技等在内的五家电池上市公司研发人数发现，在数量上，宁德时代研发人数最多，接近两万人；欣旺达次之，亿纬锂能又次之。在研发人员学历上，孚能科技博士率一骑绝尘，为12.95%；国轩高科次之，为3.86%；宁德时代又次之，为2.01%。

值得注意的是，人才是决定公司研发“智力”的基础要素，但并不是有了更多的研发人员、更多博士就能够完全领先。在人才的基础上，激励机制、研发氛围、研发投入等，同样将决定公司能否实现“智力最大化”。

04 财力：巧妇难为无米之炊

智力能将技术推到研发中期，财力将在接下来的环节发挥重要作用。在研发应用后期，如果研发缺少财力支持，则可用一句话形容——巧妇难为无米之炊。智力为“巧妇”，财力就是“米”。

孚能科技对搜狐汽车表示，目前，其已经基本完成了全固态电池科学问题的解决，正在以推行放大生产验证为目标进行攻关。以此来看，其中“放大生产验证”一环，显然需要财力的支持。

“我认为如果研发的方向是正确的，那么资金的投入必然会缩短它（量产落地）的时间。”汪莹说道，一项技术在实验室成熟之后，需要大量资金进入，把它推到小试、中试，再到商业化。

正如一句俗语——钱能解决的问题都不是问题。但如果从企业的角度来看，财力的投入涉及更顶层的策略，这需要根据战略规划、技术方向，以及资金储备来考量。

将企业研发财力进行量化呈现的指标，是研发投入。

在五家上市电池公司中，目前仅有宁德时代发布2024半年报。数据显示，今年上半年，宁德时代研发投入为85.92亿元，同比下降12.77%——宁德时代最近四年首次出现了上半年研发费用同比下降的情况。

而此前，搜狐汽车也曾统计五家企业一季度的研发费用。其中，宁德时代位居领先地位，亿纬锂能次之，欣旺达又次之。

此外，搜狐汽车发现，今年一季度，宁德时代、亿纬锂能的研发费用出现同比降低，国轩高科、欣旺达研发费用同比增速也远小于去年同期。这表明，电池企业正在放缓技术投入。而宁德时代半年报出现研发费用同比下降的情况，进一步为此作出证明。

这与外界认知有偏差。常理推断，在“颠覆性”技术的突破时刻，企业理应加大投入力度，而电池企业在研发投入方面却有“不进反退”的态势。这背后可能存在“价格战”的影响，但也令企业的战略决心没有得到很好呈现。

值得注意的是，中国电池研发的优势在于产业而非基础科学。在技术研发应用过程中，“产业”占有财力优势，而“基础科学”占有智力优势。如果想要在竞赛中拿到好名次，扬长补短必不可缺。

在“扬长”方面，有观点认为，国家计划投入约60亿元人民币用于全固态电池的研发，相当于给出一个信号，旨在调动产业积极性，督促企业、行业投入更多心力。在“避短”方面，未来，人才培养、智力投入需要受到更多重视。

总而言之，全固态电池的研发，有钱不一定行，没钱一定不行。

法国哲学家安德烈·吉德曾说：“人类如果没有告别旧日海岸的勇气，也就不会发现新大陆。”技术研发的魅力正在于此，能否握住全固态电池之匙，要看掌舵者是否有投入智力、财力的勇气。