“宁王”又放大招了！

近日，宁德时代在2023上海车展现场正式发布了凝聚态电池。宁德时代官方表示，凝聚态电池单体能量密度最高可达500Wh/kg，兼具高比能和高安全的特性，预计在今年内具备量产能力，不但会在汽车领域应用，还会用于航空领域。

【资料图】

续航里程更长 安全性更高

在正式发布之前，宁德时代曾多次放出有关凝聚态电池的消息。去年6月，宁德时代董事长曾毓群就在重庆车展上透露：“除了全固态电池、半固态电池，包括大家没听过的凝聚态电池，宁德时代都在搞”。紧接着去年8月，宁德时代首席科学家吴凯又对外透露：“宁德时代计划在2023年推出新一代电池电芯——凝聚态电池”。去年10月，宁德时代在与投资者互动中，又再次提到凝聚态电池。  

时隔一年，宁德时代终于揭开了凝聚态电池的“神秘面纱”。

凝聚态电池是基于结构类型的不同，区别于液态电池和固态电池的一种说法，当前主流商用的三元锂电池、磷酸铁锂电池皆是液态电池，电池内部有液态电解质。凝聚态电池的内部是一种凝胶态电解质，电解质不能流动，稳定性更好。

除了电解质，凝聚态电池在正极、负极、隔膜上也进行了创新——负极采用新型材料，正极采用高镍三元材料，可根据能量密度需求调整镍含量。凝聚态电池保留了隔离膜，在隔膜上再涂附一层固态电解质，比如锂镧锆氧这类的氧化物电解质，以此来增加锂离子的迁移量。

基于以上技术路线，凝聚态电池具有以下优势：

更高的能量密度：凝聚态电池单体能量密度高达500Wh/kg，这是什么概念呢？要知道，比亚迪磷酸铁锂电池的单体能量密度接近200Wh/kg，搭载磷酸铁锂电池的比亚迪A0级车海豚的续航可以超过400公里。凝聚态电池的单体能量密度相当于这类电池的2.5倍，同等体积下，搭载凝聚态电池的A0级车可以获得2.5倍的续航能力，续航超过1000公里不再是难事。

更快的充电速度：凝聚态电池能构建微米级别的自适应网状结构，调节链间的相互作用力，在增强微观结构稳定性能的同时也能进一步提高电池动力学性能，提升锂离子的运输效率，降低充电所需时间。

更强的安全性：正因为凝聚态电池内部是一种凝胶介质，相较于液体更稳定，在电解或电离时几乎不会产生气体不鼓包，所以电池的稳定性更好。目前已开发了6系到9系的凝聚态电池，可以做到电芯解体的情况下也不起火不爆炸。

“能量密度直接决定电池续航里程。不断提升能量密度是电池技术进化的长期目标，就像每一代新芯片，都追求在同等面积内容纳更多晶体管、提供更多算力。如果凝聚态电池真的实现产业化，汽车续航将会迎来质的改变。”中科育成投资创始合伙人于皓宇表示。

不难看出，凝聚态电池是在高比能、高安全性两方面，突破了长期以来限制电池行业发展的天花板，有望激活以高安全和轻量化为核心诉求的全新电动场景。

制造工艺升级 有望颠覆产业链

在宁德时代发布凝聚态电池之前，东吴证券报告就曾指出，宁德时代第一代凝聚态电池将采用卷绕/叠片+软包/方形两种工艺封装形式，第二代凝聚态电池将只采用叠片+软包工艺封装路线。

数据来源：东吴证券研究所

国联证券研报也持相同观点：宁德时代第一代凝聚态电池方案或采用原位聚合工艺，在8系高镍三元及高硅负极体系内引入胶黏剂（PEO或VC等）加引发剂形成凝胶状电解质，使用常规锂盐及电解液并添加LiFSi或LiTFSi，保留隔膜并在隔膜涂覆固态电解质（LATP或LLZO）。而二代产品在此基础上或采用超高镍或富锂锰基正极搭配锂金属或锂复合负极并大幅减少电解液使用量，并且在封装方式上可能革新为叠片软包的方式。

这意味着，第一代凝聚态电池的推出并不会对动力电池产业链造成太大影响，但第二代产品由于电解液使用量的大幅减少及新型负极材料等原因，它的普及或将对电解液和负极材料等众多锂电池上游厂商带来一定影响。

“按照凝聚态电池技术的迭代方向，相比传统的石墨负极，下一代则采取硅碳负极，第二代及之后极有可能向锂复合/锂金属负极发展，五年内如果凝聚态电池技术通过宁德时代的全面量产而得以产业链级别的推广，且第一代技术维持时间相对较长（2-3年），那么其对产业链的影响是相对较小的。而一旦宁德时代的凝聚态电池迅速完成了向第二代技术变迁（比如说2年内），新能源产业链上游则很可能发生天翻地覆的变化。”中国人民大学国际货币研究所研究员、独立国际策略研究员陈佳在公开采访中表示。

全面电动化 开启锂电池“上天”时代

宁德时代的野心不只在汽车上。目前宁德时代正在基于凝聚态电池进行民用电动载人飞机项目的合作开发，进行远比汽车严苛的航空级的标准与测试，为凝聚态电池“上天”进行准备。

“新能源电池的应用范围很广阔，包括天上飞的、水里游的、地上跑的和不跑的（储能），都将电动化，市场空间很大。但全面电动化需要电池技术进一步的提升，尤其是在一些要求更为严苛的场景。”宁德时代董事长曾毓群表示。

同电动汽车一样，“能量密度”是制约飞机电动化的重要掣肘。特斯拉CEO马斯克曾公开表示，阻碍载人飞机电动化的首要因素是电池能量密度不够，他认为锂离子电池比肩燃油飞机的能量密度节点是400Wh/kg，并预计5年内实现量产。

凝聚态电池500Wh/kg的能量密度显然能够让宁德时代敲开电动飞机的大门。

商业飞行电动化会是一个潜力巨大的市场，BOEING公司发布的《Commercial Market Outlook 2022-2041》显示，未来20年全球民用航空领域预计将新增21180架飞机。

政策层面，在2022年1月的《“十四五”民用航空发展规划》中，碳达峰、碳中和已经被纳入了我国民航高质量发展整体布局。

经济性层面，民航飞机电动化的回报前景也十分诱人。一架空客A330系列飞机，从上海飞到北京大约消耗7.5吨航空燃油，以航空燃油5000元/吨的价格计算，燃油消耗成本接近4万元。电动化的引入无疑会带来巨额的运营成本缩减。

宁德时代的凝聚态电池在城市空中交通这一新兴市场中同样有用武之地。城市空中交通是对日益拥堵的城市地面交通的补充，一批公司已在开发用于城市空中交通的 “飞行汽车”，它就像大号无人机，可垂直起降，可载人。这类飞行器比民航大客机更轻，本身就使用电池。不过目前的电池方案还不够成熟，续航、成本和安全性都需要继续优化。据摩根士丹利预测，2040年，全球城市空中交通的市场规模将达到1万亿美元。

年内量产落地 成本是关键

一直以来，提高能量密度与保障安全性是动力电池技术发展的核心所在。然而就当下动力电池主流产品——液态锂离子电池而言，想要兼容高能量密度和高安全性几乎不可能。

也正因此，固态电池，被视为新能源汽车动力电池的“终极形态”。

与液态锂离子电池相比，固态电池用固态电解质代替液态电解质和隔膜，具有不可燃、不腐蚀、不挥发、不漏液等优势。同时用金属锂做负极的固态电池匹配高电压正极材料，可以进一步提升能量密度。

图片来源：旺财锂电公众号

但全固态电池的量产很难实现，在这一方向持续投入近30年的丰田汽车仍未量产全固态电池，宁德时代董事长曾毓群也曾说全固态电池在2035年前不会产业化。

一个过渡路线——半固态电池进入行业视野。半固态电池使用固液混合的电解质，将固态电解质浸泡在液态电解质之中，以提升正负极、电解质接触的紧密性，解决离子在正负极间的运动问题。国轩高科、赣锋锂业等公司都在积极开发半固态电池。

作为全球动力电池龙头，宁德时代没有选择比较主流的半固态路线，其认为半固态电池无法从本质上解决液态部分电解质的安全性问题，选择了更为小众的“过渡路线”——凝聚态电池。公开信息显示，除宁德时代外，目前只有韩国三星 SDI 布局过类似技术。

由于凝聚态电池在核心性能上大幅领先了同代的竞品，它的横空出世也给了其他车企一种可能的选择：未来只要成本合适，其他车企可以毫无顾忌地搭载上车，在关键的续航里程上取得领先。相比于半固态的缓慢进程和固态电池的遥不可及，从凝聚态电池技术上突破的可行性显然更高。

然而，这不意味着凝聚态电池就能全面替代半固态电池的未来，成本的控制能力和规模化量产的能力是市场竞争的关键，目前，宁德时代并没有透露凝聚态电池价格方面的信息。未来凝聚态电池是否能成为车企的选择，还是要等到凝聚态电池正式量产或是上车之后再揭晓。

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