固态电池的发展现状与未来讨论

  固态电池作为动力电池领域的前沿技术，近年来非常关注。其优点是高安全性和潜在的高单位体积内的包含的能量，有望成为电动汽车和其他移动电子设备的下一代电源解决方案。然而，尽管技术进步显著，固态电池距离大规模商业化仍有一段路要走。

  去年下半年以来，固态电池领域新闻不断，再次成为行业热点，半固态、准固态、固态、全固态花名辈出，眼花缭乱，众说纷纭。

  在2024中国（郑州）新能源汽车生态伙伴大会期间，笔者邀请了专注于固态电池材料研究的邵国胜教授、关注固态电池领域投资的中国科技产业投资管理有限公司投资总监冯超群和银河证券投行三部董事总经理王宪斌、蜂巢能源科技股份有限公司商品战略规划总经理孙彩亮就固态电池的产业化与投资话题，从学界、投资界、产业界不同角度交换了意见。将各自意见汇总成文，供产业界、投资机构、政府经济部门以及关注固态电池的人士参考。

  根据新产业高质量发展的客观规律，即每个新产业都会经历一个典型的技术成熟度发展曲线：从最初的无人关注，只有学术界进行基础研究，逐渐引起企业和投资者的兴趣并开始投入资金，随后产业界全面关注并进行大规模研发和生产，最终形成市场领导者。然而，随市场的饱和和竞争加剧，产业的发展会达到顶峰后开始慢慢地衰退。这一过程不仅适用于固态电池，也适用于其他新兴起的产业的发展轨迹。

  固态电池产业界普遍关注其何时能进入上升期或平台期。尽管目前市场上已有多款固态电池产品，但其真正的成熟与产业化时间仍存争议。从当前形势来看，预计最短不会少于三年。在产业高质量发展过程中，金融资本的支持是至关重要的。电池产业，包括固态电池和整体动力电池，均属于新兴生产力领域。然而，传统资本通常难以长期支持这些产业的发展，因而需要耐心资本和长期资本的介入。这种需求得到了国家政治层面的格外的重视和倡导。

  资本的本质在于追求收益并规划退出路径。尽管长期资本与耐心资本在理论上可行，但实践中往往面临挑战。以国家社保基金为例，其投资于中国核电和国投电力等大型基础设施项目，锁定期长达三年，加上前期程序和后期退出时间，整个周期至少为五年。这表明，长期资本和耐心资本并非无条件地支持高风险或高不确定性的行业。它们更倾向于选择那些具有高度稳定性的项目和企业。

  对于初创企业或处于研发初期的企业而言，要吸引长期资本来投资，面临着显著的挑战。这一些企业在大多数情况下要经历数年的研发和市场验证过程，才能实现产业化。在此过程中，能否找到愿意承担长期风险并等待回报的资本，是一个核心问题。此外，当前市场环境下，长期资本和耐心资本往往规避那些高度不确定的企业和行业。

  虽然长期资本和耐心资本对于新兴起的产业的发展至关重要，但它们在实际运作中更倾向于投资于那些可提供稳定回报的项目。因此，新兴起的产业要想获得长期资本的支持，需要在增强自身稳定性的同时，也要寻找与资本特性相匹配的投资机会。

  投行在促进产业高质量发展中扮演着至关重要的角色。它们作为桥梁，一端连接着寻求投资机会的资本，另一端则联系着需要资金支持的企业。投行通过精准匹配，协助资本找到比较合适的投资项目，同时帮企业对接有意向的投资方，实现资本与项目的高效对接。

  对于新质生产力企业，尤其是那些掌握核心技术的企业来说，融资往往是一大挑战。然而，在当前市场环境下，这一些企业却成为了投资机构关注的焦点。国家政策的支持使得新质生产力企业IPO成为可能，这为投资机构提供了退出渠道，激发了它们对这类企业的投资热情。

  投行在这一过程中发挥着全生命周期、全链条陪伴式服务的作用。从企业初创阶段开始，投行便介入其中，为公司可以提供全方位的融资支持。投行不仅帮企业对接投资机构和地方引导基金，还协助企业发行债券，加速其成长进程。

  当企业进入弹射期，即加快速度进行发展的关键阶段时，投行的作用更加凸显。它们通过专业的辅导和推动，助力企业成功实现IPO，从而在长期资金市场上获得更大的发展空间。这种陪伴式的服务模式，不仅体现了投行对企业的深度支持，也彰显了其在产业升级和经济发展中的重要作用。

  邵国胜教授指出，在当前固态电池领域，电解质材料的体积过大成为限制其单位体积内的包含的能量提升的主要瓶颈。这是因为电解质作为离子传输的路径一定要保持连续不断，任何减少都可能会引起离子通道中断。尽管石墨烯作为一种潜在材料已非新概念，但缺乏理想无缺陷结构的石墨烯，导致以其为基础的复合材料性能并未超越传统石墨。因此，我们提出从零开始，基于元素周期表进行理论探索，通过高通量计算寻找新型结构材料。一经发现有潜力的新结构，立即着手合成并迅速申请专利以保护创新成果。

  在固态电池的发展策略中，初始阶段聚焦于固液混合半固态电池技术是关键。这一方法的核心在于严格限制液态电解质的使用量，以此来降低电池失火的风险。尽管市场上某些所谓的“固态电池”仍存在安全风险隐患，但通过精确控制液态电解质的量，能保证电池的安全性。

  尽管理论上的研究已经取得了一些进展，例如通过高通量计算寻找新的电解质结构，并且申请了相关的专利保护，但要将这些实验室的成果转化为商业应用，仍需克服重大技术和经济难题，这需要产业、学术界以及政府等多方面的共同努力和支持。同时，固态电池的商业化路径探索也显示出其潜在的应用前景，尤其是在对成本敏感度较低的特殊领域，如航空航天等，可能会成为固态电池技术早期应用的突破口。

  在当前车用动力电池领域，铁锂电池与三元电池构成了主流的技术路线。钠电、锰铁锂以及固态电池等技术虽曾非常关注，但目前尚未形成主流。

  展望未来，假设到2027年，全国动力电池装机量突破1000GWh，固态电池也开始装车应用。然而，考虑到新能源汽车市场的庞大规模和技术的成熟周期，预测固态电池在2030年的市场占有率不会超过2%。这一预测基于对现存技术替代趋势的观察，如磷酸铁锂电池逐渐取代三元电池就经历了三至五年的过渡期。因此，尽管新技术的研发持续进行，但其在市场上的全面普及仍需时日，不可能一蹴而就。

  许多企业对于固态电池的崛起感到忧虑，担心这种新技术的出现会迅速取代现有的液态电池技术。然而，固态电池的发展并非一蹴而就，而是需要经过一个逐步迭代的过程。这一过程与新能源汽车的市场渗透率相似，尽管新能源汽车早在数年前就已出现，但其市场渗透率直到2020年才达到10%左右，随后在2021年才开始明显地增长。初期的固态电池在成本和性能上可能没办法与成熟的液态电池竞争，因此，它需要一个逐步优化和提高的过程。

  固态电池的未来市场发展的潜力广阔，但短期内全面商业化仍面临挑战，其潜在应用尤其在军事和航空航天等高价值领域展现出独特优势。这些领域对成本的敏感度相比来说较低，为固态电池提供了先行先试的理想环境。因此，在未来几年内，固态电池有望在这些特殊领域中实现初步商业应用，逐步推动技术进步和成本下降，最终促进其在更广泛市场的推广应用。

  固态电池作为新一代电池技术，其研发不仅依赖于材料科学的突破，还需要产、学、研、政、经多方面协同推进。中国在这一领域展现出独特的优势，如政府对创新科技的全力支持和庞大的市场潜力。然而，面对挑战也不少，比如技术研发的同质化严重，企业创新动力不足。借鉴邵国胜教授的经验，通过地方政府支持建立的研发机构，以及与高校的合作，可以有效促进技术创新和产业化进程。此外，耐心资本的引入，为固态电池从实验室到市场的转化提供了坚实的资金支持，展现了在当前复杂环境下，各方合力推动科学技术进步的重要性和可行性。

  总体而言，固态电池当前的发展正处于早期阶段，面临的主要挑战包括成本过高、生产的基本工艺复杂以及缺乏成熟的供应链支持。尽管如此，业界普遍预计，在耐心资本的推动下，固态电池将在未来几年内逐步实现产业化，尤其是在某些高端市场领域，如无人机和军工应用等。