清陶能源：全面电动化时代固态动力电池迭代升级丨GTM2023

2023年12月6-7日，由科技出行产业智库与创新服务平台—亿欧汽车主办的GTM2023（第六届）全球科技出行大会在北京成功举办。本届大会以“穿越周期 破风远航”为主题，聚焦中国智能电动汽车产业的发展与演进，携手来自主机厂、供应链企业、科技公司、科研以及投资机构的高管们共话产业前景，呈现了一场新技术与新理念齐驱的出行产业年度盛会。

在《科学企业家&青年创业者论坛》上，清陶能源联合创始人、总经理、高级工程师李峥发表了题为《全面电动化时代固态动力电池迭代升级》的演讲。他认为：

1.社会全面电动化和全领域能源变革的到来，对电池提出了新的要求。而固态电池已经成为这几年资本市场的明星，因为它能完美解决电动化过程中的三大焦虑：高安全、高比能和低成本。

2.全固态电池是未来的发展方向，但在实现这一目标的过程中，应该采取中国的方案。因为中国在电动化过程中已经构建了最大、最完整、成本最低、效率最高的产业链基础，中国可以通过迭代升级的方式实现全固态电池装车量产，这是不同于日韩等国的中国模式。

3.固态电池无疑是新能源汽车未来发展的必然选择，并将带来颠覆性的创新机会。我们坚信固态电池的量产将分阶段实现，不同阶段会有产业链的不断补强。在上汽等整车企业的引领下，全固态电池将从梦想照进现实。


以下为分享实录，供行业人士参考：

非常感谢亿欧汽车的邀请，让我有机会在年底与大家分享关于固态电池的信息。自从2014年创立至今，清陶能源在固态电池领域已经走过了9个年头，即将迈入第10个年头。

在准备今天的分享时，我思考了应该如何命名。最终我选择了《全面电动化时代固态动力电池迭代升级》作为主题。

2023，固态电池三大关键词

首先，“全面电动化时代”是我们第一个关键词。我们认为，社会已经进入了全面电动化的时代，这不仅包括动力电池，还涵盖了新能源汽车、水上交通工具以及空中交通工具。这意味着我们身边的许多领域都在逐步转向电动化。随着社会全面电动化和全领域能源变革的到来，对电池提出了新的要求。

第二个关键词是“固态动力电池”。从上世纪六七十年代开始，学术界就开始研究固态电池。然而，最近几年我们才真正将其用于为交通电动化提供能源支持。固态电池从实验室技术到产业化的转变，以及其成熟的过程，都是最近几年刚刚发生的。

第三个关键词是“迭代升级”。虽然固态动力电池刚刚进入全面电动化时代的生活中，并在市场上开始商品化，但我们已经在提出了迭代升级的要求。因为任何技术的成熟都需要一个分阶段不断升级的过程，这个过程将带动整个产业链不断提升和创新。

在全面电动化时代，我们一直面临着三大焦虑：安全、里程和成本。尽管今年预期新能源汽车的销量将突破900万辆，但这三大焦虑并没有得到根本性的解决。作为行业内的专业人士，我们都非常清楚这一点，而作为EV车主，我们对此有着更深刻的体会。

全面电动化的时代，要求动力电池的综合性能是全面的

今年，固态电池成为了热门话题，主要得益于行业领先者丰田的大量宣传和发布。7月份，丰田公布了其最新的固态电池技术，预计在2027-2028年实现商业化应用。届时，固态电池的成本将降低一半，续航里程将翻倍，只需充电10分钟就能行驶1200公里。而在10月份，丰田与日本的出光兴产株式会社联合宣布了固态电解质材料产业化的计划，这使得固态电池行业在今年备受关注。

然而，从我们的角度来看，我们始终以审慎的态度看待动力电池领域。在全面电动化的时代，其对动力电池的综合性能要求是全面的，不能仅凭一个性能指标来衡量一个电池。以前我们习惯于以能量密度或续航里程等单一指标来衡量电池技术。但在商品化过程中，我们需要综合考虑成本、安全、性能、耐久等各方面的性能。

电池的综合性能考核并不是简单的加法关系，而是像每个不同的电池技术或产品在各项上都有一个得分，但并不意味着总分高的就是优秀的选手。如果有任何一项是0分，那么其他的项目再强也没有用。例如，即使能量密度达到1000瓦时/公斤，但如果成本过高，那么在全面电动化时代就没有它的位置。

因此，我们需要对电池性能的评估有一个乘数的概念，电池的所有性能都是乘数关系，并且缺一不可。

在平台化的过程中，我们追求每一项性能的极限突破，这是电池综合性能提升带来的挑战之一。特别是在适配各种不同的出行领域，如水陆空交通领域等，这些领域的电动化趋势都对电池提出了全方位的要求。

在这个过程中，丰田所提出的观点是正确的，锂电池走向固态化是必然的趋势。我们都知道锂离子电池因为其作为2018年获得诺贝尔奖的技术，其电化学原理是很简单、清晰的。根据热力学的原理，锂离子电池的理论能量密度应该能超过700瓦时/公斤。然而，目前我们所使用的动力电池中，200多瓦时/公斤就已经很难突破300瓦时/公斤。这并不是因为科学原理不支持，而是目前的实现路径、工艺和材料有待改进。这个过程实际上就是一个固态化的过程。当然了，固态电池的研究实际上起步也非常早，已经有80多年的历史了。

全固态电池是未来发展方向，中国应采取本土化方案

近年来，随着固态电解质材料的快速升级和完善，推动了固态电池的快速量产。实际上，固态电池已经成为这几年资本市场的明星，因为它能完美解决电动化过程中的三大焦虑：高安全、高比能和低成本。

从清陶能源的角度来看，我们已经在该行业工作了9年，一直在推进固态电池的发展，并且强调固态电池不是一步到位地实现全固态电池。虽然日本、欧美、日韩都在一步到位地去做第三代产品，即全固态的电池，我们也有在做。但我们认为，全固态电池是未来的发展方向，但在实现这一目标的过程中，应该采取中国的方案。为什么要有中国方案？这是因为我们在考量当今电动化的过程时，特别是整个新能源汽车动力电池产业链时发现，中国在电动化过程中已经构建了最大、最完整、成本最低、效率最高的产业链基础。

为什么欧美、日韩的研发机构和企业要一步到位地积极研发第三代全固态电池？因为他们希望通过快速的技术升级和迭代来弥补当前动力电池产业链上的短板。而中国由于已经拥有了完整庞大的动力电池产业，因此我们希望选择通过迭代升级的方式来实现技术的升级和迭代。

随着电池液含量的逐步降低和能量密度的逐步提高，电池工艺和所应用的材料都发生了变化。这些变化对现有的产业链构成了颠覆，这个颠覆是推倒重来还是逐步转型，是我们面临的一个选择。从清陶能源的角度来看，他们希望借助中国现有的完整产业链基础来实现快速发展。

在这个过程中，我们首先识别出了为什么要研发固态电池，即为了提升能量密度、提高安全性并降低成本，这是我们的初心。这几个事情如果同时完成，就意味着将会推动整个电池产业链上的材料体系和工艺进行迭代和创新，一定颠覆现有的产业链。

为了实现这一目标，我们需要改变现有的正极材料体系，提高单体电压，在固态化的过程中依托于原来电解液体系所不能完成的体系，比如说单体电压平台受不到超过4.2V的电压，固态电解质不存在这个问题，那我可以把单体电压的平台提升到超过4.2V，甚至可以超过5V。通过这种方式，我们就可以提高能量密度并减少了动力电池整包里的电池串数，有效地降低了成本和对金属锂矿的依赖。在这个过程中，我们还会减化工艺、降低能耗，构建出一个成本下降、安全提升、性能提升、耐久提升的体系。

致力于保障电池安全、能量密度提升及降低成本

清陶能源在过去的9年中一直致力于实现电池的本质安全、大幅提高能量密度，并始终将降本作为核心目标。也在此跟大家汇报下，我们已经开发出了三代电池，第一代电池的成本与液态电池相近，而第二代电池目前已经小批量上市，它的成本已经比现有液态电池低了近20%。对于第三代全固态电池，我们预计会有40%以上的成本优势。这些成本优势来源于技术的迭代升级和价值体现。

在这个过程中，我们不仅改变了材料体系，颠覆了三元和铁锂的传统观念，还提升了电压平台并简化了工艺。例如，我们取消了搅拌涂布等繁琐的工艺流程，大幅降低了成本。

为了全方位创新，材料、装备、电芯工程等领域都需要进行升级。而我们清陶能源的目标是实现全固态电池的规模化装车量产，不晚于欧美、日韩等地区，特别是不晚于丰田。

为了实现这一目标，我们在几个细分领域都需要开展工作。其中，固态电解质材料是核心领域之一。最有效的解决方法是有机的聚合物的固态电解质材料和无机固态电解质材料进行复合。虽然纯用聚合物存在很大问题，但将无机材料良好的离子传导特性与有机材料良好的加工性能结合可以解决这一问题，并大幅降低成本和提高离子电导率。

正极材料通过增加锰元素含量，不仅可以提升单体电压，实现成本降低，还能促进含锰材料如尖晶石锰酸锂、尖晶石镍锰酸锂及富锂锰基等的未来发展，这些材料将受到更多关注。

在负极材料方面，随着能量密度的提升，将沿着金属锂合金化的方向发展。在此过程中，其可加工性和复合工艺仍需突破，预计该领域将孕育出众多高技术的创新企业。

在制程工艺上，清陶能源已通过干法成型工艺实现了量产，并降低了制成功耗，省去了搅拌和涂布步骤。我们通过此方法制成的正负极片非常致密，能有效降低液含量和减少缺陷。

压力成型在全固态电池中不可或缺，这个领域未来还需要进一步的创新创造，因为当前包括清陶能源、丰田等在内的企业都是采用静态压力施加的方式，这个方式对全固态电池快速规模化量产的生产节拍有一定影响。未来，固态电池在工艺和设备的突破上仍有很大的空间。

固态电池将分阶段实现量产，全固态电池终将照进现实

目前，清陶能源与上汽集团已达成全面战略合作，我们将依托于上汽集团的资源，共同推动全固态电池的量产。全固态电池量产并非是搞一场简单的发布会，说什么时候量产，而是告诉大家为什么能够量产。当前该产业链仍需要解决产业链中的诸多缺失，如固态电解质、高电压平台正极材料的规模化生产，新量产工艺的成熟以及含锂复合锂合金的认知缺失等。

为此，清陶能源与上汽集团将进行深入探索。我们明年将在上汽智己汽车平台上推出首款续航超过1000公里的车型，敬请关注。智己汽车LS6上市后表现优异，下一款车将于明年发布。在清陶能源电池的支持下，我们有信心这款车销量会更佳，并将助力我们固态电解质材料的规模化生产和量产。

在2025年，我们将借助上汽集团多品牌如荣威、MG、大通、飞凡和智己的合力推动，实现第二代固态电池超过10万辆级的量产。这一里程碑不仅标志着我们高电压锰基材料的规模化生产，而且我们将以全绿电的方式实现生产，践行环保理念。

2026年，我们将迎来另一个重要时刻，我们将通过工艺升级在新工厂实现一体化成型工艺的规模化量产。同时，在过去的3年里，我们一直致力于自研和与合作伙伴共同研究含锂复合规模负极的量产问题。当这些技术拼图一一完备，全固态电池车辆的批量交付将指日可待，敬请期待。

当前，我们的生产规模正在迅速扩张。这是一个充满机遇的好时代，因为我们坚信全国全面电动化的进程才刚刚开始，新能源汽车的渗透率仍在不断攀升。在这个过程中，我们正加紧建设电池产能，并全面构建包括材料、设备和回收在内的完整产业链。通过这一系列举措，我们期望在新一轮的电动化浪潮中抢占先机。

最后，请允许我为大家简要总结。全固态电池无疑是新能源汽车未来发展的必然选择，并将带来颠覆性的创新机会。我们坚信固态电池的量产将分阶段实现，不同阶段会有产业链的不断补强。在上汽等整车企业的引领下，全固态电池将从梦想照进现实。