固态电池离商业化还有多远?
产业财经2024-12-20
在新能源汽车领域，电池技术的革新是推动行业发展的核心动力。而在行业内已经卷成一片红海之际，固态电池成为各大厂商争相落子的新赛道。
固态电池，顾名思义，就是使用固态电解质的电池。传统液态锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键要素组成。固态电池用固态电解质替换传统液态锂电池中的液态电解液和隔膜，并使用全新的正负极材料。
据了解，新材料和新技术的应用，将使固态电池能够以更小的体积拥有高安全性、高能量密度、更快充放电速度，以及对温度的高适应性。其中，仅大幅降低电池泄漏和燃爆风险这一项优势，就足以改写新能源汽车的价值。因此，固态电池成为公认的下一代电池首选方案，日韩欧美都将开发固态电池放在了国家产业战略的高度。
技术路线方面，硫化物全固态电池被视为重点研发路线，全球多家企业选择硫化物作为未来全固态电池关键材料，有研报认为，全固态电池凭借其高能量密度与高安全性的优势，后续产业化有望加速发展。而硫化物固态电池因其高离子电导率、低杨氏模量特性被多数企业视为重点研发路线。
这一理论恰好与孚能科技的技术路线十分契合。据了解，当前孚能科技硫化物全固态电池已进入产品产业化开发阶段，产品、工艺及生产设备均处于开发中。
在近日举办的机构投资者交流会上，孚能科技表示，在全固态电池方面，公司硫化物及复合物路线均取得了较大突破，其中硫化物全固态电池已进入产品的产业化开发阶段，产品工艺、生产工艺及生产设备均处于开发中。硫化物固态电池沿用孚能完善的叠片软包电池制备工艺及设备，采用高镍三元正极和高硅负极及锂金属负极，能量密度超过400Wh/kg，的固态电池已进入实测阶段，电芯循环稳定，安全性得到跃升，具备电芯层级的热质控自关断能力。
同时，孚能科技也正在开发一款基于氧化物/聚合物体系的全固态电池，采用锂金属负极和高镍正极，能量密度可达500Wh/kg，电池工作压力极低。目前，兼容锂金属负极和高镍正极的复合电解质材料已开发完成，并研发了独特的电解质层工艺，可以实现超薄电解质层的高效制备。
公司方面透露：“孚能科技固态电池计划在2025年进行放大验证。”
此外，孚能科技当前广州和赣州两个基地虽按30G瓦时产能规划，但据介绍，在做固态电池时，随着电芯能量上升，产能会相应提升，同一工厂产线可能做到45G瓦时甚至60G瓦时。
“软包封装形式对固态电池有天生的契合度和友好性，能更好控制膨胀、延长循环周期。孚能之前的工厂都可无缝切换到半固态生产，现有设备和软包、叠片工艺可直接用于固态技术，体系开发成功后能用现有产能升级成固态电池。”公司表示。
半固态电池亦有进展
在固态电池横空出世的前夕，孚能科技在半固态电池领域也建树颇丰。公司开发的第一代半固态电池采用凝胶固态化电解质技术，能量密度可达280—300瓦时每千克，可通过1毫米钢针穿刺且不起火、不燃烧。该电池已于2022年量产装车，并获得东风、广汽、吉利以及众多海外客户认可。
即将量产的第二代半固态电池采用新型氧化物聚合物固态电解质涂布和致密化技术，提升了高镍三元高能量密度锂离子动力电池的安全性，降低固态界面阻抗，提升锂离子迁移能力。其能量密度达到330瓦时每千克，快充能力超过3C，循环寿命超过4000次，行驶里程预计超过百万公里，低温性能极佳，在-20度下仍能保持90%能量密度，获得高端乘用车和低空经济领域头部客户认可，已完成DV与PV测试，准备小批量量产。
当前，公司研发中的第三代半固态电池引入高电导率固态电解质快离子环技术、超高镍正极及负极材料表面固态化技术、负极膨胀抑制技术，极大降低电解液用量，提升正极材料热稳定性和安全性，能量密度可达400瓦时每千克，当前正在进行车规级认证以及产业化开发。
孚能科技表示：“从长远看，若固态电池成本未降至液态电池水平，固态、液态、半固态电池会处于共存状态，高端产品用固态，日常用车可用液态;半固态作为过渡产品会持续发展，也是科研必经阶段。”
抢占下一片蓝海?
新能源车以外，“低空经济”成为电池厂商抢滩的“蓝海”。
今年“低空经济”第一次被纳入政府工作报告中后，工信部、科技部、财政部和中国民用航空局在3月底联合发布了《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》，其中明确提出到2030年，低空经济将达万亿级市场规模，并制定了五大重点任务和20项具体工作部署。
那么，爆火的“低空经济”到底是什么?
所谓低空经济，是指在1000米以下(可延伸至3000米)的低空空域内，围绕各类有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动及相关服务与技术所形成的经济体系;低空经济是指以垂直高度1000米以下、根据实际需要延伸至不超过3000米的低空空域为主要活动场域，以无人机、直升机、电动垂直起降航空器(eVTOL，即“飞行汽车”)、热气球等垂直起降型飞机和无人驾驶航空器为载体，以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，带动相关领域融合发展的综合性经济业态。
低空经济覆盖了产业链上中下游，形成了一个完整的产业体系，其中，eVTOL可以说是整个低空经济图谱里最“出圈”的赛道。
从技术层面来看，飞行汽车产业链构建涉及能源动力、飞控系统、导航监控、主机制造等细分供应链，尤其是主要核心部件——动力电池。飞行汽车占成本60%的核心部件与电动汽车技术方向一致，因此，汽车产业链能够为飞行器的大规模低成本发展提供可能性。
据孚能科技公开的信息显示，通过搭载孚能科技高能量密度的三元软包动力电池，可以使电动飞行器实现能量密度285Wh/kg、最高时速320km/h、单次最长巡航250km、电芯可实现10000次以上工况循环。
回溯孚能科技的布局，公司从2017年完成关键技术开发，到2020年样品供应与认证，再到2022年第一代产品的交付与第二代产品体系的验证，孚能科技已完成了从研发到量产再到商业化交付的全过程。尤为值得一提的是，2023年，搭载孚能科技第一代eVTOL动力电池的电动飞行器实现了全球首次商业交付，标志着孚能科技在低空经济领域取得了里程碑式的成就。
孚能科技量产装机的第一代eVTOL半固态电芯，能量密度285Wh/kg、充电时间20分钟、最高7C长脉冲功率、零下20摄氏度低温容量保持率90%，能够满足飞行器紧急降落需求并具有相当可观的安全冗余储备电量。搭载相应产品的eVTOL最高时速320km/h、单次最长巡航250km，并进行了超过10000次的飞行工况循环实测。
最新消息显示，孚能科技第二代eVTOL半固态电芯即将进入小批量量产阶段，电芯能量密度提升至320Wh/kg，快充时间缩短至15分钟，长脉冲功率高达10C，搭载相应电池的eVTOL最大起飞重量大于2.4吨，有效载荷近半吨，可搭载5人飞行。第二代plus版eVTOL电芯预计将于2026年量产，能量密度大于350Wh/kg，同时多款物流、植保等无人机半固态电芯也将预计在这一时间前后投产。
此外，正在开发中的第三代eVTOL半固态及全固态电芯，能量密度将会达到400Wh/kg，当前正在有序开展各类测试。
财报业绩曙光初现
10月31日，孚能科技发布2024年三季报。公司前三季度营业收入92.12亿元，同比下降17.98%;归母净利润-3.04亿元，扣非归母净利润-3.18亿元，亏损规模同比大幅收窄。
值得关注的是，公司前三季度的毛利额达到了12.58亿元，同比大幅增加228%，毛利率也提升至13.66%。这一成绩表明公司在成本控制和生产效率提升方面取得了良好成效，季报中表示，报告期内消除了此前高价存货的影响因素，及降本增效效果显著，因此毛利率大幅提升。
此外，截至2024年9月30日，孚能科技股东总户数为2.16万户，较上季度(6月30日)下降377户，降幅为1.71%，连续2个季度下降。
值得关注的是，孚能科技同步公告拟以1024.1万元的交易价格，转让与吉利科技集团有限公司联营公司耀能新能源(赣州)有限公司46.55%股权予浙江耀能新能源有限公司。作为合作模式调整的组成部分，耀能新能源以独立公司形式继续与孚能科技合作，同时，吉利科技或其下属关联公司与孚能科技同意就飞行动力领域项目开展战略合作。
从财务数据来看，耀能新能源目前仍处于亏损状态，此番“断舍离”有利于公司聚焦主营业务。
此外，在国内市场增量趋于饱和的背景下，各家锂电企业将拓展的目光投向海外，但进程也并非一帆风顺。今年上半年，同类公司海外收入多数面临下滑，但孚能科技却迎来逆势增长，2024上半年的海外业务营收实现52.16亿元，同比增长24.34%，出海表现不俗。
在行业内，孚能科技的出海业务一直走在国内前列，算是最早在海外建厂的企业之一。近年来的海外业务营收占比不断增长，从2020年的22.26%增长到2024上半年的74.79%，已然成为公司的收入主力。
来源：券商中国 林乔
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