固態電池進入驗證階段；矽負極擴大應用；磷酸鐵鋰不斷升級；鈉電池與混動技術雙向奔赴；換電模式進入新階段
文｜《財經》產業研究中心研究員 尹路
編輯 |韓舒淋
電池行業的2024年和前幾年相比稍顯平淡。電池原材料價格低位徘徊，市場整體處於供過於求狀態，但供過於求的主要原因是供給過剩，而非需求不足，電池市場的需求依然旺盛，所以行業整體運營狀況較為穩定。
雖然營收普遍下滑，但全行業約70%的企業依然保持盈利，頭部企業甚至盈利有所增長。但2024年電池企業缺少引發市場關注的亮點事件，新進展大多集中在已發布技術的落地以及現有產品的年度更新。
不論是業績表現還是技術進展，2024年中國的電池產業都缺少興奮點，既沒有突破性的好消息，也沒有像瑞典Northvolt破產這種量級的壞消息，從業者大多用“磨底”來形容2024年的中國電池產業。
如果說從2020年比亞迪發布刀片電池到2023年業績暴漲、技術爆發是中國電池野蠻增長的第一階段，經曆了2024年的磨礪之後，2025年中國電池產業大概率會結束這種“磨底”狀態，進入穩定增長的第二階段。
在底部磨礪的這一年間，中國電池企業逐漸找到了未來發力的重點方向：固態電池進入驗證階段；矽負極擴大應用；磷酸鐵鋰不斷升級；鈉電池與混動技術雙向奔赴；換電模式進入新階段。
固態電池進入驗證階段
固態電池是近幾年電池領域關注度最高的技術創新，更高的能量密度，更好的安全性能，更優異的低溫表現，當前液態鋰電池的主要痛點在固態電池麵前幾乎都迎刃而解，因此固態電池一直被視作電池技術的下一座“聖杯”。
2024年，固態電池在諸多技術領域取得了重要突破，多家電池企業的固態電池技術路徑已經固定，如寧德時代、比亞迪、國軒高科、中創新航等主流電池企業，都在2024年公布了全固態電池的部分關鍵指標，並開始樣品試製，同時給出了量產時間表，均為2025年裝車技術驗證，2027年小批量生產。
2025年的裝車技術驗證是全固態電池從實驗室邁向生產線的關鍵一步。實驗室當中的出色參數能否在實踐中兌現？驗證中是否會出現實驗室環境難以檢測出的短板？複雜多變的使用環境和充電環境是否會產生意外影響？2025年，這些疑問都將在技術驗證中逐一揭曉答案。
比如安全性這一關鍵問題上，美國賓州州立大學王朝陽教授的團隊和日產汽車聯合進行的最新研究表明，采用鋰金屬負極的固態電池可能遠沒有預期中那樣安全。和現有的液態鋰電池相比，金屬鋰固態電池的燃燒速度更快，燃燒程度更劇烈，起火僅需1到3秒。
除了全固態電池的技術驗證，半固態電池也將接受更廣泛的市場驗證。2024年，部分車企已經量產裝車半固態電池，比如衛藍新能源為蔚來供貨的電池包以及清陶能源為上汽智己供貨的電池包。2025年，上汽名爵等更多車企將在新車型上搭載半固態電池。
但新能源車采用半固態電池的市場表現可以形容為雷聲大，雨點小，車企雖然都將半固態作為賣點來宣傳，但不論是交付進度還是消費者接受程度都相當有限。
2025年半固態電池更大的機會來自消費電子產品市場，2024年初，手機廠商開始在旗艦機型，特別是折疊屏機型上搭載半固態電池，2024年底，VIVO開始在2000元—4000元價位的中端機S20上搭載半固態電池。
隨著應用擴大到中端機型，消費者體驗半固態電池的門檻大幅降低，如果半固態電池的續航、充電、發熱等關鍵性能在大範圍應用中獲得積極評價，消費者就將初步建立對半固態乃至固態電池新技術的信心。
更關鍵的是隨著應用範圍的擴大，固態電池的市場規模將大幅增長，根據高工產研GGII統計，2024年中國固態電池（含半固態）出貨量超7GWh，2025年預計超過10GWh，固態電池成本也隨著規模擴大開始下降，根據TrendForce的樂觀預測，2030年全固態電池的電芯成本有望降至1元/Wh左右；2035年有望降至0.6元—0.7元/Wh，接近三元鋰電池的水平。悲觀預測比樂觀預測高出一倍左右，即便按照悲觀預測的價格，固態電池未來也能在高端市場擁有一席之地。
2025年，全固態電池要在技術驗證中證明先進和可靠性；半固態電池需要在市場驗證中接受廣大消費者的考驗。固態電池到底行不行，價值有多大，2025年的驗證將初步揭曉答案。
矽負極擴大應用
矽負極的市場關注度遠不及固態電池，但在電池行業中，矽負極，特別是碳矽負極的應用速度遠超固態電池。矽負極的理論比容量高達4200mAh/g，而碳負極的理論比容量為372mAh/g，采用矽負極可以大幅提升電池的能量密度。
電池企業看中矽負極，還有一個關鍵原因是矽負極搭配任何一種現有正極材料，如磷酸鐵鋰、高鎳三元、富鋰錳基等，都可以顯著提升能量密度。矽負極也適用於固態電池等下一代電池技術，並且是固態電池提升能量密度的主要技術路線。
除了應用場景廣泛，矽負極還可以通過調節含矽百分比適應多種不同場景的需求，低矽占比（5%-10%）適用於對循環性能要求較高的場景，如消費電子產品、新能源車；中等矽占比（10%-20%）適用於能量密度要求更高的高端新能源車、無人機；高矽占比（20%-30%）適用於對能量密度要求極高的場景，如低空載人飛行器、長航時飛行器等。
2024年之前，矽負極充電時的體積膨脹問題一直沒有得到有效解決，導致含矽負極材料的循環壽命偏低，這是應用的主要障礙。經過多年研發探索，2024年，解決體積膨脹已經有了多種方案，納米矽顆粒、矽納米線、矽納米管等納米材料技術；碳包覆等複合材料技術；自愈式黏合劑技術；特殊結構和界麵設計等都成為解決矽負極體積膨脹的有效方案。
2024年，手機市場開始放量應用含矽負極電池，旗艦手機的電池容量從2023年的5000mAh普遍增長到6000mAh，甚至有手機廠商在僅有8.5毫米厚度的手機裏放進了7000mAh的電池。
車用動力電池的裝車前驗證需要更長時間，根據新車計劃，2025年有多家車企的新能源高端車型都將應用含矽負極技術。特別是低矽負極材料，其量產難度較低，成本增加少，在提升能量密度的同時，循環壽命損失不明顯，終端客戶無需複雜調整即可實現不低於10%的能量密度提升，隨著車用動力電池開始批量采用含矽負極技術，矽負極的市場規模將顯著擴大。
磷酸鐵鋰不斷升級
在車用動力電池發展早期，磷酸鐵鋰電池因為技術成熟成為裝車主力，2016年中國動力電池市場中磷酸鐵鋰占比達到64%，但隨著2017年國家補貼將能量密度納入考核指標，磷酸鐵鋰因其能量密度的天然劣勢丟掉大量市場，市場份額從2016年的64%跌至2019年的32%。
磷酸鐵鋰電池除了能量密度劣勢，低溫和快充性能上也有先天不足，除了電芯材料安全性和成本優勢，彼時鐵鋰和三元鋰相比幾乎全麵落後，所以日韓電池企業為代表的海外公司全麵放棄鐵鋰技術路線。
但中國企業因為對成本競爭力的執著，以及對三元鋰材料中部分稀有金屬原材料供應的擔憂，一直沒有放棄鐵鋰技術。2020年，隨著比亞迪發布刀片電池，中國電池企業通過製造工藝創新，率先在鐵鋰電池的成組技術上取得突破，在電芯能量密度沒有顯著提升的前提下，實現了電池包能量密度的明顯提升，鐵鋰電池重回舞台中央，2020年到2024年，磷酸鐵鋰電池在中國動力電池市場的占比從38%漲到75%。
不過前幾年磷酸鐵鋰電池的增量主要來自經濟車型，車企選擇鐵鋰電池的首要原因依然是成本優勢。但2025年，這一情況將發生變化。磷酸鐵鋰正極材料企業開始交付高壓實密度鐵鋰材料，材料層麵的進步讓鐵鋰電池的電芯能量密度逼近250Wh/kg，電池包能量密度逼近200Wh/kg，有望在高端中大型車上實現1000公裏的續航能力。
除了能量密度，磷酸鐵鋰電池在快充、低溫性能上也有顯著改進，特別是快充方麵，寧德時代的神行電池、極氪的金磚電池、比亞迪的二代刀片、蜂巢短刀電池、欣旺達欣星馳電池等，快充性能都達到了當前的頂尖水平。
2025年，采用多種新技術的鐵鋰電池開始大批量交付裝車，鐵鋰電池將徹底告別中低端車型專用電池的定位，而且隨著鐵鋰電池的應用範圍越來越廣，特別是高端市場的突破將帶來更高的溢價和利潤，電池企業、正極材料企業和車企有動力在鐵鋰技術上繼續投入。
另外海外車企也將在2025年開始批量裝車鐵鋰電池，且裝車電池並非最新一代產品，而是當前中國電池企業的主流產品，中國電池企業可以從海外客戶身上獲得可觀收益。
2025年，采用多種新技術，在快充、能量密度、低溫性能上顯著改善的新一代鐵鋰電池將在中國衝擊高端市場；海外方麵，中國車企過去多年的示範效應讓多家海外車企願意嚐試曾經放棄的鐵鋰電池。市場對磷酸鐵鋰電池的看好已經體現在2025年的供應商招標上，某主流鐵鋰電池企業的磷酸鐵鋰正極材料招標價格每噸漲價500元—1500元，高壓實密度材料的單價在5萬元/噸左右，相比普通鐵鋰材料溢價40%。
鈉電池與混動技術的雙向奔赴
鈉離子電池首次進入公眾視野是2021年7月29日寧德時代發布鈉離子電池。當時碳酸鋰價格剛剛開始上漲，從2021年8月到12月，碳酸鋰從不到10萬元/噸漲至接近30萬元/噸，2022年11月逼近60萬元/噸的曆史高位。
碳酸鋰這一輪長達一年半的快速上漲，讓鈉電池的關注度持續升高，不少人都期待鈉這種常見元素用於電池之後，可以緩解鋰的短缺預期，從而避免一年半漲價六倍的極端情況。
但隨著2023年碳酸鋰價格開始回落，鈉離子電池的關注度隨之下降，特別是普通鐵鋰電池成本已降至0.5元/Wh以下，加之鈉電池規模不足，並沒有表現出比鋰電池更強的成本競爭力。雖然2023年到2024年，也有雅迪鈉電池電動自行車、江淮鈉電池電動四輪車、鵬輝能源鈉電池儲能係統以及鈉電池工業叉車等應用案例，但市場反響冷淡。
不過寧德時代2024年10月發布的驍遙超級增混電池展示了鈉電池的新應用前景，鈉電池低溫性能好、電壓平台寬、電量監測準的優勢幾乎是為插電混動車型的痛點量身打造的。
插電混動車型因為電池總量普遍比純電車型低，相似的行駛裏程，插混車型的電池充放電次數更多。根據2024年中汽中心進行的一次對比檢測，一台行駛11.6萬公裏的特斯拉Model 3，電池健康度89.3%，而一台行駛10.3萬公裏的理想ONE，電池健康度75.6%。
即便車企努力改進電池管理係統，優化充放電區間，但插電混動車型充放電次數更多，循環強度更強的基本要求沒變，所以插混車型理論上應該選擇循環壽命更長的磷酸鐵鋰電池。
但插混車型使用鐵鋰電池有兩大痛點：低溫性能差、電壓平台窄導致電量監測精度差。
購買插混車型的很多消費者看重的是這種車型可油可電，沒有續航焦慮，環境適應性強。比如中國北方地區，冬季氣溫低，很多消費者購買純電車有顧慮，更傾向於插電混動車型。即便是非寒冷地區的消費者，駕駛插混車型長途旅行，跨越多個溫區的情況也並不少見。這都對插混車型的電池低溫性能提出了更高要求。
而不論三元鋰還是磷酸鐵鋰電池，其低溫性能都無法令人滿意，在低溫地區，插混車型純電續航縮水，動力性能下降，能耗升高，用戶體驗滑坡。而鈉電池相比鋰電池，低溫性能優勢明顯，其電芯在零下20攝氏度依然保持80%-90%的活性，而鐵鋰電池在同樣溫度的活性僅有不到60%。
更好的材料低溫性能，加上優化的電池管理係統，鈉電池和鋰電池混裝而成的電池組零下40攝氏度可放電，零下30攝氏度可充電，零下20攝氏度與常溫下性能無差別。
電壓平台窄是插混車型采用鐵鋰電池的另一大挑戰。電壓平台指的是電池滿電電壓和放電截止電壓之間的差值，現有的電池管理係統都是通過測量電壓來監測電池電量的，所以電壓平台越寬，電量監測就越準確。
鐵鋰電池的電壓平台是2.5V—3.65V，而鈉電池的電壓平台是2.0V—3.95V，鈉電池的電壓平台幾乎是鐵鋰電池的兩倍，所以鈉電池的電量監測更準確，混裝鈉電池和鋰電池之後，可以用鈉電池的電量數據來校準鋰電池的監測數據，進而提高整個電池包的電池管理水平。
之前為了保證鐵鋰電池的正常工作，避免因電量監測不準導致過度充電和深度放電，隻能在充放電策略上更加保守，導致可用電量更少。通過鈉電池的校準，可以顯著提升電量監測精度，從而在放電功率和放電電量上獲得更大潛力，提升插混車型的動力性能和純電續航裏程。
鈉電池誕生之初，市場對其的主要期待是資源豐富性帶來的成本競爭力，但鋰電池隨後的持續降價導致鈉電池的成本競爭力難以兌現，反而因為低溫性能優秀以及電量監測精度高找到了插混車型這一應用場景。
從2023年開始，插電混動車型就是中國車市增長最快的細分市場，而且在充電基礎設施不足的海外市場，插混車型也是多家中國車企選中的未來增長點。2025年，鈉電池將開始在插混車型上裝車應用，一旦實際應用中鈉電池展現出解決插混痛點的能力，其複製和擴張速度令人期待。
換電模式進入新階段
換電模式自從誕生之日起就毀譽參半，其優勢一望可知，效率高，體驗好，油車用戶轉換障礙小。但劣勢也同樣明顯，建設成本、運營成本都數倍於充電模式，尤其隨著充電樁越來越多，充電速度越來越快，新能源車用戶逐漸找到適合自己的充電習慣，換電的優勢似乎越來越小。
但2025年車企和電池企業對換電的投入卻越來越大。2025年寧德時代計劃建設1000座換電站，覆蓋不少於30個城市，提供兩種標準型號電池包。奇瑞、長安使用蔚來換電體係的車型將於2025年投放市場，吉利、江淮、廣汽、一汽使用蔚來換電的車型也都計劃不遲於2026年發布，蔚來體係內使用不同規格電池包的樂道也將在2025年推出兩款新車，分別是大五座SUV車型L70和三排座SUV車型L80，進一步搶占家用車市場。
換電站基礎設施建設提速，換電車型快速增加，車企和電池企業都在用自己的錢包投出對換電模式的信任票。為何換電優勢看上去越來越小，企業的投入卻越來越大呢？背後的原因其實是換電模式的價值除了補能和用戶體驗的優勢，還有更長遠的能源基礎設施屬性。
換電站的基礎設施價值首先體現在站內電池的儲能方麵。截至2024年2月，蔚來的換電站在合肥、深圳等14個省市響應了電網的調峰調頻需求，總調峰容量超過30萬千瓦，削峰填穀電量超過3億千瓦時。
除了儲能這一顯性價值，換電站還有一個重要的隱性價值在於其升級迭代和回收能力。隨著電池技術的發展，換電站隨時可以升級更新、更好、更便宜的電池，迅速提升服務能力，降低服務成本。同時站內存儲的舊型號電池也可以方便地進行回收利用，在電池全壽命高效利用方麵，換電模式優勢明顯。
另外，換電模式由於將電池資產集中管理，其資產屬性同樣不容忽視，比如蔚來換電網絡的電池資產持有者蔚能新能源動力有限公司，其總經理賴曉明就表示，2023年蔚能就已經實現盈利，全年淨利潤7000萬元。隨著管理資產規模的不斷擴大，不排除電池資產管理公司會單獨分拆上市。
2025年，寧德時代進軍換電，蔚來換電網絡的客戶車型投放市場，伴隨規模擴大，換電模式將告別用戶教育的早期階段，其補能便利性、用戶體驗之外的更多價值將逐步顯現。
