在2025年,全球动力电池产业站在了技术代际更迭的关键转折点上,固态电池和钠离子电池成为这场变革中的两大主角。这不仅是一场技术的较量,更是能源安全与产业博弈双重驱动下的激烈角逐。
中国锂资源对外依存度曾长期高达70%以上,严重依赖进口,长期受制于南美“锂三角”和澳大利亚等国,资源命脉掌握在别人手中。然而,中国人从未停止寻找锂矿资源的脚步。2025年初,我国在西昆仑-松潘一甘孜地区发现了长达2800千米的世界级锂辉石型锂成矿带。随后,湖南省郴州市临武县鸡脚山矿区成功探获一座超大型锂矿,锂矿石量达4.9亿吨,氧化锂资源量为131万吨,相当于13个大型锂矿床,理论上能造600万辆电动车。这一系列重大发现,使得中国锂矿储量全球占比从6%大幅提升至16.5%,排名从世界第六跃升至第二 ,直接重塑了全球锂资源格局,锂资源对外依存度也随之大幅下降,最新数据显示已降至58%左右。
与锂资源形成鲜明对比的是,中国钠资源储量占全球23%,具有显著的资源优势。在能源安全的大背景下,这一资源禀赋差异催生了固态电池与钠离子电池在中国并行发展的独特局面。与此同时,欧盟《新电池法规》在全球电池产业掀起波澜。该法规由2020年欧盟委员会最初提出,旨在规范在欧盟销售的所有类型电池的整个生命周期,包括设计、生产和回收。在回收材料方面,法规规定自法案生效后的8年起,新电池中包含回收的钴含量为16%,铅的含量85% ,锂的含量6%,镍的含量6%;法案自生效后13年起,新电池中包含回收的钴含量为26%、铅的含量85%、锂的含量为12%、镍的含量为15% 。在废电池管理上,废电池的最低收集目标是到2027年底达到63%,到2030年底达到73%;锂的材料回收目标是到2027年底达到50%,到2031年底提高到80%。这一法规的实施,对中国电池产业产生了深远影响,倒逼中国加速构建“材料-制造-回收”闭环体系,以满足国际市场的新要求。
01 技术路线:不同赛道,各有千秋
在技术路径上,固态电池和钠离子电池有着各自明确的发展方向。固态电池以追求高能量密度为核心目标,致力于在高端电动车与eVTOL(电动垂直起降飞行器)领域实现突破。其中,能量密度突破400Wh/kg成为众多企业和科研机构努力的方向。例如,比亚迪此前在实验室中展示了400Wh/kg的固态原型电池,引起了行业的广泛关注。
而国轩高科的Gemstone全固态电池也成绩斐然,能量密度达到350Wh/kg,已进入真实道路测试阶段,相比目前市面上主流液态锂电池的200 - 250Wh/kg有大幅提升。该电池采用高性能硫化物固态电解质,离子电导率比传统电解质高出60%以上,不仅解决了液态电解质的泄漏、易燃等安全隐患,还能实现更快的充放电速度。通过在真实道路环境下的测试,可以全面评估电池在各种工况下的性能表现,包括不同温度、湿度条件下的续航里程、充放电效率、动力输出稳定性等。
钠离子电池则凭借成本优势,将市场重点放在储能与两轮车领域。尽管钠离子电池能量密度普遍低于锂离子电池,但随着技术的不断进步,其能量密度也在逐步提升。宁德时代的钠离子电池能量密度达到了175Wh/kg,可实现零下40℃至零上70℃的全温域适配。力神电池最新46120钠电大圆柱产品能量密度已经达到182wh/kg,容量为23.6ah,在-40℃容量保持率80%,倍率放电容量保持率98%(5c/0.2c),60℃满电存储60天容量恢复率97% 。中科海钠钠离子电池商用车解决方案所用电芯能量密度突破165Wh/kg,能在20分钟至25分钟内快速完成100%充电,且快充模式下循环寿命仍能超过8000次。这些技术突破,使得钠离子电池在储能和两轮车市场的竞争力不断增强。
然而,这两种电池技术在发展过程中也面临着各自的挑战。全固态电池虽然在能量密度和安全性上具有巨大潜力,但量产良率不足50%成为制约其大规模商业化的关键因素。生产过程中的工艺复杂性、材料的高成本以及质量控制难度,都给企业带来了巨大的压力。钠电则面临着能量密度提升的瓶颈,尽管已经取得了一定的进展,但距离突破160Wh/kg能量密度天花板仍需进一步努力。此外,钠离子电池的循环寿命和倍率性能,也有待进一步提高,以满足更多应用场景的需求。
02 材料稳定性:产业化的核心挑战
材料稳定性是电池产业化进程中的生死线,对于固态电池和钠离子电池来说,都至关重要。
(一)固态电池:电解质路线的激烈竞争
在固态电池领域,电解质路线呈现出“三国杀”的局面,主要有硫化物、氧化物和聚合物三大阵营。其中,硫化物阵营凭借高离子电导率优势占据先机。
国轩高科和孚能科技是硫化物路线的代表企业。国轩高科的Gemstone全固态电池采用硫化物固态电解质,离子电导率比传统电解质高出60%以上,其350Wh/kg硫化物全固态电池已完成装车路测,首搭车型为星纪元ET,标志着全固态电池从实验室走向商业化迈出关键一步。该电池通过了针刺、200℃热箱、挤压、过充等极端测试,实现“零热失控”,在安全性方面表现出色。此外,其电芯能量密度达到350Wh/kg ,单体电池容量较此前提升150%,达到70Ah,同时预紧力下降90%,仅需MPa级压力就能运行。在材料创新上,硫化物电解质的离子电导率提升60%,空气稳定性显著提高,正负极材料的克容量也实现较大突破,目前高镍单晶正极容量可达240mAh/g,三维介孔硅负极容量可达1800mAh/g。
然而,硫化物电解质也存在明显的缺点。它对露点环境要求严苛,需要控制在-50℃,这大大增加了生产的难度和成本,单产线成本增加近亿元。而且,硫化物电解质中含有的镧、锆等稀有金属,提取成本高于新料35%,这成为回收环节的痛点。例如,在电池回收过程中,需要采用复杂的工艺和昂贵的设备,才能将这些稀有金属有效地提取出来,这不仅增加了回收成本,还降低了回收效率。
氧化物路线则以清陶能源和安瓦新能源为代表。安瓦新能源采用干法电极技术,省去注液环节,降本30%,其乌海基地试产的耐高温电解质已通过200℃热箱测试。干法电极技术是一种创新的电池制造工艺,它通过将电极材料直接涂覆在集流体上,省去了传统湿法工艺中的溶剂蒸发和干燥步骤,从而简化了生产流程,降低了成本。然而,氧化物路线也面临着界面阻抗问题,这导致电池的循环寿命不足300次。为了解决这一问题,清陶能源通过ALD原子层沉积包覆技术,对电池电极进行表面处理,将上汽智己L6半固态电池寿命提升至1000次以上。ALD原子层沉积包覆技术是一种高精度的薄膜沉积技术,它可以在电极表面形成一层均匀、致密的保护膜,有效地降低界面阻抗,提高电池的循环寿命。
(二)钠电:结构创新突破循环难题
在钠离子电池领域,结构创新成为破解循环魔咒的关键。中科院上海硅酸盐研究所的三维多孔碳负极技术实现了重要突破,5100次循环后容量保持率90.2%,N/P比低至1.05。这种三维多孔碳负极材料具有独特的微观结构,它为钠离子的嵌入和脱出提供了更多的通道和位点,从而提高了电池的循环稳定性和倍率性能。希倍动力与玉柴芯蓝合作开发的高功率电芯,支持重卡30C倍率放电,-40℃仍能保持85%容量,展现出了优异的低温性能和高倍率放电能力,满足了重卡等特殊应用场景的需求。
邦普循环在钠离子电池回收技术方面取得了显著进展。其“氨浸法”回收技术可分离锰、铝、镍、钴,金属回收率超95%,有效解决了钠离子电池回收过程中的金属分离难题,提高了资源利用率。其与思达能环保合作的双极膜处理系统,实现废水90%资源化利用,大大减少了废水排放,降低了环境污染,实现了钠离子电池生产过程中的绿色可持续发展。
03 快充技术:提升用户体验的关键
快充技术是提升电池用户体验的颠覆性突破,对于固态电池和钠离子电池来说,都具有重要意义。
(一)固态电池:10分钟千公里的目标追求
在固态电池领域,实现10分钟千公里的快充目标成为众多企业的追求。安瓦新能源的“原位亚微米制膜工艺”(ISFD)将离子电导率提升5倍,取得了重要的技术突破。上汽智己L6半固态电池实测12分钟充至80%,展现出了出色的快充性能。宁德时代凝聚态电池通过高镍三元与硅基负极组合,实现500Wh/kg能量密度,计划2027年配套奔驰、宝马高端车型。这种高能量密度的电池,不仅可以提高车辆的续航里程,还能为快充技术的实现提供更好的基础。高镍三元材料具有较高的比容量,可以提供更多的电能;硅基负极则具有较高的理论比容量,能够显著提高电池的能量密度。
(二)钠电:低温快充的独特优势
钠离子电池在低温快充方面具有独特的优势。雅迪两轮车搭载钠电后,在-20℃环境下15分钟快充续航保持率达91%,有效解决了两轮车在低温环境下充电难和续航短的问题,提高了用户在寒冷天气下的使用体验。在港口机械领域,希倍动力与三一重能联合开发的钠电微网系统,度电成本降至0.33元,实现了低成本和高效率的能源供应。五菱宏光MINI EV换装钠电后,整车成本降低5000元,成为A00级市场降本标杆。通过降低成本,钠离子电池在A00级市场的竞争力得到了显著提升,有望推动钠离子电池在小型电动汽车领域的广泛应用。
04 回收体系:产业闭环的重要环节
回收体系是电池产业闭环的关键拼图,对于固态电池和钠离子电池来说,建立完善的回收体系至关重要。
(一)固态电池:突破贵金属回收困境
在固态电池回收方面,贵金属回收是一个难题。以硫化物电解质为例,其中含有的镧、锆等稀有金属,提取成本高于新料35%。欧盟要求2030年回收材料占比超12%,这对中国固态电池企业提出了挑战。国轩高科与华为合作,在摩洛哥基地布局硫化物回收产线,目标2030年实现稀有金属自给率30%。通过建立回收产线,国轩高科可以实现对废旧电池中稀有金属的回收再利用,降低对外部资源的依赖,同时也有助于减少环境污染。在回收过程中,需要采用先进的技术和设备,对废旧电池进行拆解、分离和提纯,以实现稀有金属的高效回收。
(二)钠电:再生技术推动降本革命
钠离子电池在回收方面,再生技术成为降本革命的关键。邦普循环的专利技术通过“螯合萃取”实现镍钴回收率超95%,普鲁士蓝正极可再生为层状氧化物,成本降低40%。螯合萃取技术是一种高效的金属分离技术,它利用螯合剂与金属离子形成稳定的络合物,从而实现对镍钴等金属的选择性提取。思达能环保的双极膜系统,将钠电生产废水中的氢氧化钠和硫酸回收利用率提升至90%以上,构建起“零排放”示范产线。通过对废水的回收利用,不仅可以降低生产成本,还能减少废水排放,实现钠离子电池生产过程中的绿色可持续发展。
05 企业生态:全球博弈中的中国力量
在全球电池产业的竞争格局中,中美日三国成为主要的博弈力量,中国企业在固态电池和钠离子电池领域积极突围,形成了独特的企业生态。
(一)固态电池:全链布局谋求领先
在固态电池领域,中国头部企业从单点突破向全链布局转变。国轩高科与大众、华为深度绑定,2027年计划小批量装车。通过与国际车企和科技巨头的合作,国轩高科可以充分利用各方的优势资源,加速固态电池的研发和商业化进程。清陶能源与上汽合资建设65GWh产能,配套智己、北汽福田,通过与车企的合作,实现了从电池研发到生产应用的全产业链布局。在制造范式重构方面,安瓦新能源的干法工艺淘汰传统烘烤设备,倒逼先导智能等设备商转型。干法工艺的应用,不仅改变了电池制造的生产流程,还对上游设备供应商提出了新的要求,推动了整个产业链的技术升级。宁德时代则通过“凝聚态+硫化物”双轨路线,规避日本1300余项硫化物专利封锁。宁德时代的双轨路线,既可以充分发挥凝聚态电池和硫化物电池的优势,又可以避免专利纠纷,为企业的技术创新和市场拓展提供了更多的选择。
(二)钠电:多元发展构建优势
在钠离子电池领域,中国企业从储能替代向车规级进化,实现了多元发展。在商用场景中,希倍动力与三一重能打造的“钠电+风电”微网系统,已在内蒙古试点,实现了钠离子电池在新能源发电领域的应用,提高了能源利用效率。海辰储能发布的∞Cell N162Ah钠电池,实现20000次循环寿命,计划2025年量产,展现出了钠离子电池在储能领域的潜力。在车企降本实验方面,五菱宏光MINI EV换装钠电后,带动A00级市场钠电渗透率突破15%,成为钠离子电池在小型电动汽车领域应用的成功案例。丰田虽计划2027年量产600Wh/kg全固态电池,但中国钠电在成本与场景适应性上已形成先发优势。中国企业通过不断的技术创新和市场拓展,在钠离子电池领域已经取得了一定的领先地位,有望在未来的市场竞争中占据更大的份额。
06 产业化倒计时:决胜未来的关键因素
随着全球电池产业的快速发展,固态电池和钠离子电池的产业化进程进入倒计时。在这场激烈的竞争中,有几个关键因素将决定企业的胜负。
(一)技术突破:核心竞争力的源泉
技术突破是电池企业的核心竞争力源泉。对于固态电池来说,需要在2027年前将成本降至1元/Wh,同时解决硫化物电解质与正极的界面稳定性问题。目前,固态电池的成本仍然较高,主要原因在于材料成本和生产工艺的复杂性。降低成本需要从材料创新、工艺优化和规模化生产等多个方面入手。解决界面稳定性问题,则需要在材料设计和表面处理等方面进行深入研究。钠离子电池则需突破160Wh/kg能量密度天花板,中科院的三维多孔碳技术或成关键。此外,还需要进一步提高钠离子电池的循环寿命和倍率性能,以满足更多应用场景的需求。
(二)生态构建:产业协同的关键
生态构建是电池产业协同发展的关键。固态电池依赖车企-电池厂深度绑定,如孚能科技与奔驰的合作。通过紧密的合作,车企和电池厂可以实现资源共享、优势互补,共同推动固态电池的研发、生产和应用。钠离子电池需构建“材料-回收-应用”区域闭环,如邦普循环+思达能环保的合作模式。通过区域闭环的构建,可以实现钠离子电池产业链的高效协同,提高资源利用效率,降低成本,推动钠离子电池产业的可持续发展。
(三)地缘变量:国际竞争的挑战
地缘变量是电池企业在国际竞争中面临的重要挑战。日本凭借1300余项硫化物专利形成技术壁垒,对中国固态电池企业的发展构成了一定的阻碍。中国通过氧化物/复合路线规避封锁,并在钠电领域建立资源与成本优势。中国企业需要加强自主创新能力,加大研发投入,突破关键技术瓶颈,同时积极参与国际标准制定,提高在国际市场上的话语权,以应对地缘政治带来的挑战。
这场电池革命的终局,将由技术突破速度与生态构建能力共同书写。中国企业在固态电池和钠离子电池领域已经取得了显著的进展,但仍面临着诸多挑战。在未来的发展中,只有不断创新、加强合作,才能在全球电池产业的竞争中脱颖而出,引领行业的发展潮流。无论是固态电池在高端市场的突破,还是钠离子电池在成本敏感型市场的拓展,都将为全球能源转型和可持续发展做出重要贡献。