日期：20210813

固态电池：之前没有提上日程主要是原材料和加工工艺的问题以及市场规模。现在的兴起是国家战略关于新能源的兴起和生产成本下降。10年前合格率不到50%，现在到90%以上，有批量生产可能性。

技术路线

＃1 固态聚合物锂电池，固态凝胶态聚合物锂电池。法国雷诺研发电池就是这个方向，东亚和美国不做这个市场是因为天生缺陷，成本是最高的，各方面性能最平衡。最大的缺点是加工难度大，成本最高。

＃2 日本韩国的硫化物方向，锂硫方向。前期性能不是特别好，循环50-100次能量会慢慢提高。

＃3 CATL希望突破的氧化物方向，特别适合我们国家，我们国家有很多稀土可以用来做

国际专利壁垒：越大的厂越不会走硫化物方向，因为日韩在硫化物、欧洲在全固态上做了很多工作，国内高校有在氧化物上的突飞猛进。3-5年电池很可能不是完全的氧化物和硫化物，可能是混合态的电池。

公司：国内有卫蓝新能源、清陶、辉能、恩力动力，国外有QuantumScape，Solid Power, SolidEnergy等

电化学理论：固态和半固态的一小步对于电池厂其实是很大一步。电化学，锂电池经过正负极循环会形成枝晶，会刺破隔膜，传统隔膜来做一般电池会有安全问题。电解液做成凝胶态，凝胶不可流动，当电池充电是逆循环过程，以前放电的正极变成吸收电子的集流体，会在表面形成SEI膜，固态电解液会有电离的趋势，表面会形成液体。

卫蓝：含10%电解液的半固态电池，首先需要一点点液体来流动，其次反充电的时候（尤其是循环到50-100次）会有电离的情况，所以里面还会有电解液。

清陶：最主要核心是隔膜。两条路线处理固态电池：1）陶瓷隔膜，目前掌握在日本人手上，日本人的技术＋德国设备。目前国内产量突破尚无。成本太高，没有满足产业量产的能力。2）宁德时代以及软银投的辉能，不用隔膜，对正负极包裹进行涂层，涂层代替隔膜。但做车厂测试不通过。真实使用环境温度变化剧烈，经过挤压穿刺后涂层内部短路问题还没有完全解决。

恩力动力：现在接这几家班

将来在固态电池上真的能突飞猛进、能囊括技术很可能是合作的情况。以后的汽车厂会向上游延伸，不再是买卖关系而是合作研发。5年以后这个赛道上面会出现真正满足我们的固态电池。

国外的QuantumScape, Solid Power，SolidEnergy 很少宣传，蒙着头做这事，核心因为政治因素。国家有可能会收复台湾，对日本冲击会很大。台湾掌握这类技术和工业设计的很多人祖上是日本人，我们有1/3股东是日本人，日本人把行业和工厂格局已经告诉我们，所以我们将来走的路线不是单一派的聚合物方向或者硫化物方向或者氧化物方向，我们可能会走一个综合的方向，综合方向就能结合各个的好处同时规避专利，另外的话要实现产业化、批量化。

完全按照这样的格局把电池厂造出来要5亿，两个难点：1）国内替代的电解液和添加剂还达不到，材料科学人才较匮乏。搞材料的顶尖人才5年以后很多不从事，有断代问题。2）很多年前日本三洋、东芝做镍氢，有个防铜委员会，空气中洁净度氮气洁净度要4个9。以及空间完全用不锈钢密封处理也有难度。

空间要求纯净度高：10000pcs的时候很多门槛可以突破，但买电池的客户都是百万级别，小差异就会被放很大。解剖所有电池鼓包内部短路问题很多都是内部杂质以及加工一致性不行。电池五维结构，某一方面突破不代表整体平衡，工业化需要高度一致性和可控。我们给日本提供的电池样品，我们认为放电>＝5000毫安就合格，日本要求正负不超过10毫安，因为高低有差异会形成坍塌，对于某些电池永远充不饱有些电池永远过冲，会拉低所有电池的性能。

用BMS控制理论上好，但我们要考虑BMS失效的情况电池也不能坍塌。中国做电池突飞猛进，是所有人考虑的点不一样，长安新能源要外观漂亮，宝马保时捷需要考虑BMS失效、电源管理不可用的情况下也不能出现安全问题。

Q&A

Q1：三种技术路线的上游设备及电解液情况？这些创新由谁来做？

A：传统设备厂的老板和团队到我们工厂谈。赢合老板的团队认识20年，以前那些人改良原有的设备思路是错的，以前传统电池是做诺基亚摩托罗拉，现在是苹果，需要忘掉以前的设备来做。主要由以下区别

1）材料，替代率上30-40%国产化，很多材料是日本提供原材料隔膜，我们分切，以前用刀片，现在用激光

2）测试设备，游标卡尺全都要改成数码，要求需要9999的精度

3）电解液，新宙邦和多氟多走半固态可以，全固态的问题是实验室可以配但纯度不够，这是由于我们国家现在材料提纯检验工艺跟检测工艺上面的差异，比如我们现在的光谱分析仪器落后日本跟美国是10年

需要走自己的操作系统和工业软件。我们目前离不开日本股东：美国工业软件已经把很多大企业和高校停掉。不做工业仿真和数学模拟可能就会做废。工业仿真可以仿真汽车碰撞挤压后的结构对不对。仿真软件国内都有，但都是盗版的，正版要100万（仅是授权），这是我国巨大欠缺。

设备厂商除非他更换思路，更换完全的一帮人，然后通过仿真软件做出来的这个生产线，然后再来做这个设备，包括对这个厂房的所有的改良才可。

Q2：哪些原材料供应商可以转型做切换？

A：三元结构、磷酸铁锂切换做固态电池都可以，但不可以触发两个专利壁垒，否则可能资不抵债。1）隔膜枝晶体，传统隔膜和陶瓷套膜理论可以，但不能用涂层隔膜。涂层隔膜可以弯曲且不会断。这个材料若用会牵涉到专利。如果与美日友好ok，如果是大机构一定会被找。2）不可以触碰氧化物和硫化物。宁德时代如果对外说用的是硫化物和氧化物不是真的，它都是走混合物，宁德时代先突破了混合物。

我认为将来会形成这样的情况：专注某块市场，比如宁德时代不碰我们做的数码市场。还有排他效应，比如给奔驰供就不供宝马，供大众就不供长安。

软件：没有工业设计软件。如果设计人员不够专业，直接从工业软件云台上下载下来。比亚迪刀片电池云台上10年前有，切了一个倒角结构（就不再是正方体长方体结构），但触碰的点用的太多就会触发软件壁垒，这个难题很难绕过去。

我们电池目前在420-450g容量的能量密度，往500以上就没有了，相当于18650日韩3200-3300，我们最顶尖的能做3100-3200，这是因为材料领域提纯达不到。同样加工方法也不一样。

很多声称批量的量都只有几千个，我们认为是不行的，需要仿真软件收集百万条数据来决定。电子有测不准原理，需要仿真软件来大量数据来支撑，所有数据统一形成平滑曲线。

Q3：上量以后，是否有财务指标分析性价比的测算？投资5亿是多少吉瓦时的支出？

A：投资研发有试错过程。完完全全的把这个厂给它建起来，大概是5个亿，5亿成本并非完全设备，20%成本浪费掉，浪费掉的因素比如有人不合适。

目前2-3年之内，固态电池与传统聚合物电池价格差异：中等成本电池1安时不含税3元（钴酸锂），半固态7元，全固态10元。五年以后如果有上量到市场化规模，价格可能分别是3元以及5-6元。趋同需要十年。

Q4：上游大宗商品采购体系不同？

A：钴一定要有，不含估安全性能都不好。上游材料未来十年会突飞猛进。锂电池吃了两块市场，1）镍氢镍铬市场，2）数码产品。宁德时代和我们上下游稳定，固态和半固态是增量市场，不影响现有供应链，总有厂家能完成你的需求。如果没有固态电池，产能都是爆满。但有了固态电池，一部分吞噬现有，更多可能是增量市场与传统车竞争。整体电池厂商越来越好，供不应求。

Q5：固态电池商业化主要应用领域？

A：固态电池应用的场景1）汽车（高端汽车），奢侈品普及化的过程，固态电池很有可能装机特斯拉，然后中国一线新能源，再到宝马奔驰。2）固态电池会梯次利用，固态电池成本太高，用在小规模储能、二轮车、岛国户外储能、应急电源等。3）数码这一块，有一部分高端产品，对价格不敏感也需要固态电池，比如警用执法仪，传统电池待机时间短，易受外力刺穿影响。4）电子烟，帮中烟国际做了样机（要符合低温非燃烧的烟），Iqos钢壳，我们准备小型聚合物方向，整个烟的成本很高，电池10元都不敏感，所以该细分领域蛋糕体量很大，现在很多电子烟厂很大都用传统聚合物，安全性能在美国经常有起火现象，所以改良的要求迫在眉睫。

Q6：在同等容量下，充放电、续航等指标与三元铁锂体系的差异？

A：一线汽车符合IC标准300次80%，我们是常温环境工厂测试，但外面夏天会面临电池在一定温度下工作，电池最怕高温低温，一旦超过45度会分解立刻循环，这符合电化学原理，北方很少有电动车也是因为低温，低于20度，电解液会冻住。北方如果开暖气，新能源汽车暖气是电阻丝耗电，所以电池不行。特斯拉汽车满打满算也只有200次循环寿命，号称的续航能力都需要打八折，号称800公里，实际500公里。

半固态电池，电化学指标很好，突出的是循环寿命好，梯次利用时固态电池是最好的，500次循环可以做到800次循环，低温环境与传统电池差别不大，高温环境本身就是凝胶态，极端情况凝胶成为液体，也不影响寿命。

全固态电池，一种突破半固态的好处，一种完全无法批量大规模商用，完全按照电化学教条主义就是全固态不加任何电解液，经过循环和不可控的因素，不知道哪里会出问题，现在并没有数据支撑全固态哪些会发生巨大问题。两三年前国家做过氢能源汽车，但氢一旦泄漏就是移动的炸弹。放在固态电池上也一样需要大量数据论证实际情况。

Q7: 宁德因为专利问题，会把三种包括氧化物、硫化物都混合起来吗？

A：电化学角度，硫化物氧化物不能混合。一小批电池先申请，是为了专利而做的。凝胶态全固态电池用的非氧化物也非硫化物，是A+B或A＋C混合。为了规避专利，混合态只要混了1%或者0.5%也是混合，只要证明用了类似体系就可以，并证明添了有什么好处，这是专利被迫。

Q8：半固态电池是否只是昙花一现？

A：半固态不会昙花一现，它是与传统聚合物电池竞争，只要每年能够提高5%水平，成本下降3%就能活得很好。电子烟厂501447的3C电池一般280mA，厂家已经提出如果300 mA其他体积等指标一样，那么每个月的需求都是千万级别。如果我们采用了半固态技术和方法包裹，或者采用了更好的能量密度，就是降维打击，也能赚到钱。这也是为什么投入在电子厂能赚钱，而前沿投入太大的企业都不赚钱。杭州南都电源最赚钱的不是锂电池而是铅酸电池（碳铅电池）。工厂客户不希望任何原来涨价。

Q9:有弹性的涂覆是指？固态电池应该不需要隔膜？

A：一种是传统隔膜隔开正负极，一种是涂层。理论上不需要隔膜，但保不齐车和车碰撞挤压会严重形变、弯折，正负极可能发生挤压，如果没有隔膜那么正负极搭在一起会爆炸、起明火。