来源：财经杂志
固态电池进入验证阶段；硅负极扩大应用；磷酸铁锂不断升级；钠电池与混动技术双向奔赴；换电模式进入新阶段
文|《财经》产业研究中心研究员 尹路
编辑 | 韩舒淋
电池行业的2024年和前几年相比稍显平淡。电池原材料价格低位徘徊，市场整体处于供过于求状态，但供过于求的主要原因是供给过剩，而非需求不足，电池市场的需求依然旺盛，所以行业整体运营状况较为稳定。
虽然营收普遍下滑，但全行业约70%的企业依然保持盈利，头部企业甚至盈利有所增长。但2024年电池企业缺少引发市场关注的亮点事件，新进展大多集中在已发布技术的落地以及现有产品的年度更新。
不论是业绩表现还是技术进展，2024年中国的电池产业都缺少兴奋点，既没有突破性的好消息，也没有像瑞典Northvolt破产这种量级的坏消息，从业者大多用“磨底”来形容2024年的中国电池产业。
如果说从2020年发布刀片电池到2023年业绩暴涨、技术爆发是中国电池野蛮增长的第一阶段，经历了2024年的磨砺之后，2025年中国电池产业大概率会结束这种“磨底”状态，进入稳定增长的第二阶段。
在底部磨砺的这一年间，中国电池企业逐渐找到了未来发力的重点方向：固态电池进入验证阶段；硅负极扩大应用；磷酸铁锂不断升级；钠电池与混动技术双向奔赴；换电模式进入新阶段。
固态电池进入验证阶段
固态电池是近几年电池领域关注度最高的技术创新，更高的能量密度，更好的安全性能，更优异的低温表现，当前液态锂电池的主要痛点在固态电池面前几乎都迎刃而解，因此固态电池一直被视作电池技术的下一座“圣杯”。
2024年，固态电池在诸多技术领域取得了重要突破，多家电池企业的固态电池技术路径已经固定，如、比亚迪、、中创新航等主流电池企业，都在2024年公布了全固态电池的部分关键指标，并开始样品试制，同时给出了量产时间表，均为2025年装车技术验证，2027年小批量生产。
2025年的装车技术验证是全固态电池从实验室迈向生产线的关键一步。实验室当中的出色参数能否在实践中兑现？验证中是否会出现实验室环境难以检测出的短板？复杂多变的使用环境和充电环境是否会产生意外影响？2025年，这些疑问都将在技术验证中逐一揭晓答案。
比如安全性这一关键问题上，美国宾州州立大学王朝阳教授的团队和日产汽车联合进行的最新研究表明，采用锂金属负极的固态电池可能远没有预期中那样安全。和现有的液态锂电池相比，金属锂固态电池的燃烧速度更快，燃烧程度更剧烈，起火仅需1到3秒。
除了全固态电池的技术验证，半固态电池也将接受更广泛的市场验证。2024年，部分车企已经量产装车半固态电池，比如卫蓝新能源为蔚来供货的电池包以及清陶能源为上汽智己供货的电池包。2025年，上汽名爵等更多车企将在新车型上搭载半固态电池。
但新能源车采用半固态电池的市场表现可以形容为雷声大，雨点小，车企虽然都将半固态作为卖点来宣传，但不论是交付进度还是消费者接受程度都相当有限。
2025年半固态电池更大的机会来自消费电子产品市场，2024年初，手机厂商开始在旗舰机型，特别是折叠屏机型上搭载半固态电池，2024年底，VIVO开始在2000元—4000元价位的中端机S20上搭载半固态电池。
随着应用扩大到中端机型，消费者体验半固态电池的门槛大幅降低，如果半固态电池的续航、充电、发热等关键性能在大范围应用中获得积极评价，消费者就将初步建立对半固态乃至固态电池新技术的信心。
更关键的是随着应用范围的扩大，固态电池的市场规模将大幅增长，根据高工产研GGII统计，2024年中国固态电池（含半固态）出货量超7GWh，2025年预计超过10GWh，固态电池成本也随着规模扩大开始下降，根据TrendForce的乐观预测，2030年全固态电池的电芯成本有望降至1元/Wh左右；2035年有望降至0.6元—0.7元/Wh，接近三元锂电池的水平。悲观预测比乐观预测高出一倍左右，即便按照悲观预测的价格，固态电池未来也能在高端市场拥有一席之地。
2025年，全固态电池要在技术验证中证明先进和可靠性；半固态电池需要在市场验证中接受广大消费者的考验。固态电池到底行不行，价值有多大，2025年的验证将初步揭晓答案。
硅负极扩大应用
硅负极的市场关注度远不及固态电池，但在电池行业中，硅负极，特别是碳硅负极的应用速度远超固态电池。硅负极的理论比容量高达4200mAh/g，而碳负极的理论比容量为372mAh/g，采用硅负极可以大幅提升电池的能量密度。
电池企业看中硅负极，还有一个关键原因是硅负极搭配任何一种现有正极材料，如磷酸铁锂、高镍三元、富锂锰基等，都可以显著提升能量密度。硅负极也适用于固态电池等下一代电池技术，并且是固态电池提升能量密度的主要技术路线。
除了应用场景广泛，硅负极还可以通过调节含硅百分比适应多种不同场景的需求，低硅占比（5%-10%）适用于对循环性能要求较高的场景，如消费电子产品、新能源车；中等硅占比（10%-20%）适用于能量密度要求更高的高端新能源车、无人机；高硅占比（20%-30%）适用于对能量密度要求极高的场景，如低空载人飞行器、长航时飞行器等。
2024年之前，硅负极充电时的体积膨胀问题一直没有得到有效解决，导致含硅负极材料的循环寿命偏低，这是应用的主要障碍。经过多年研发探索，2024年，解决体积膨胀已经有了多种方案，纳米硅颗粒、硅纳米线、硅纳米管等纳米材料技术；碳包覆等复合材料技术；自愈式黏合剂技术；特殊结构和界面设计等都成为解决硅负极体积膨胀的有效方案。
2024年，手机市场开始放量应用含硅负极电池，旗舰手机的电池容量从2023年的5000mAh普遍增长到6000mAh，甚至有手机厂商在仅有8.5毫米厚度的手机里放进了7000mAh的电池。
车用动力电池的装车前验证需要更长时间，根据新车计划，2025年有多家车企的新能源高端车型都将应用含硅负极技术。特别是低硅负极材料，其量产难度较低，成本增加少，在提升能量密度的同时，循环寿命损失不明显，终端客户无需复杂调整即可实现不低于10%的能量密度提升，随着车用动力电池开始批量采用含硅负极技术，硅负极的市场规模将显著扩大。
磷酸铁锂不断升级
在车用动力电池发展早期，磷酸铁锂电池因为技术成熟成为装车主力，2016年电池市场中磷酸铁锂占比达到64%，但随着2017年国家补贴将能量密度纳入考核指标，磷酸铁锂因其能量密度的天然劣势丢掉大量市场，市场份额从2016年的64%跌至2019年的32%。
磷酸铁锂电池除了能量密度劣势，低温和快充性能上也有先天不足，除了电芯材料安全性和成本优势，彼时铁锂和三元锂相比几乎全面落后，所以日韩电池企业为代表的海外公司全面放弃铁锂技术路线。
但中国企业因为对成本竞争力的执着，以及对三元锂材料中部分稀有金属原材料供应的担忧，一直没有放弃铁锂技术。2020年，随着比亚迪发布刀片电池，中国电池企业通过制造工艺创新，率先在铁锂电池的成组技术上取得突破，在电芯能量密度没有显著提升的前提下，实现了电池包能量密度的明显提升，铁锂电池重回舞台中央，2020年到2024年，磷酸铁锂电池在中国动力电池市场的占比从38%涨到75%。
不过前几年磷酸铁锂电池的增量主要来自经济车型，车企选择铁锂电池的首要原因依然是成本优势。但2025年，这一情况将发生变化。磷酸铁锂正极材料企业开始交付高压实密度铁锂材料，材料层面的进步让铁锂电池的电芯能量密度逼近250Wh/kg，电池包能量密度逼近200Wh/kg，有望在高端中大型车上实现1000公里的续航能力。
除了能量密度，磷酸铁锂电池在快充、低温性能上也有显著改进，特别是快充方面，宁德时代的神行电池、极氪的金砖电池、比亚迪的二代刀片、蜂巢短刀电池、欣星驰电池等，快充性能都达到了当前的顶尖水平。
2025年，采用多种新技术的铁锂电池开始大批量交付装车，铁锂电池将彻底告别中低端车型专用电池的定位，而且随着铁锂电池的应用范围越来越广，特别是高端市场的突破将带来更高的溢价和利润，电池企业、正极材料企业和车企有动力在铁锂技术上继续投入。
另外海外车企也将在2025年开始批量装车铁锂电池，且装车电池并非最新一代产品，而是当前中国电池企业的主流产品，中国电池企业可以从海外客户身上获得可观收益。
2025年，采用多种新技术，在快充、能量密度、低温性能上显著改善的新一代铁锂电池将在中国冲击高端市场；海外方面，中国车企过去多年的示范效应让多家海外车企愿意尝试曾经放弃的铁锂电池。市场对磷酸铁锂电池的看好已经体现在2025年的供应商招标上，某主流铁锂电池企业的磷酸铁锂正极材料招标价格每吨涨价500元—1500元，高压实密度材料的单价在5万元/吨左右，相比普通铁锂材料溢价40%。
钠电池与混动技术的双向奔赴
钠离子电池首次进入公众视野是2021年7月29日宁德时代发布钠离子电池。当时碳酸锂价格刚刚开始上涨，从2021年8月到12月，碳酸锂从不到10万元/吨涨至接近30万元/吨，2022年11月逼近60万元/吨的历史高位。
碳酸锂这一轮长达一年半的快速上涨，让钠电池的关注度持续升高，不少人都期待钠这种常见元素用于电池之后，可以缓解锂的短缺预期，从而避免一年半涨价六倍的极端情况。
但随着2023年碳酸锂价格开始回落，钠离子电池的关注度随之下降，特别是普通铁锂电池成本已降至0.5元/Wh以下，加之钠电池规模不足，并没有表现出比锂电池更强的成本竞争力。虽然2023年到2024年，也有雅迪钠电池电动自行车、江淮钠电池电动四轮车、钠电池储能系统以及钠电池工业叉车等应用案例，但市场反响冷淡。
不过宁德时代2024年10月发布的骁遥超级增混电池展示了钠电池的新应用前景，钠电池低温性能好、电压平台宽、电量监测准的优势几乎是为插电混动车型的痛点量身打造的。
插电混动车型因为电池总量普遍比纯电车型低，相似的行驶里程，插混车型的电池充放电次数更多。根据2024年中汽中心进行的一次对比检测，一台行驶11.6万公里的特斯拉Model 3，电池健康度89.3%，而一台行驶10.3万公里的理想ONE，电池健康度75.6%。
即便车企努力改进电池管理系统，优化充放电区间，但插电混动车型充放电次数更多，循环强度更强的基本要求没变，所以插混车型理论上应该选择循环寿命更长的磷酸铁锂电池。
但插混车型使用铁锂电池有两大痛点：低温性能差、电压平台窄导致电量监测精度差。
购买插混车型的很多消费者看重的是这种车型可油可电，没有续航焦虑，环境适应性强。比如中国北方地区，冬季气温低，很多消费者购买纯电车有顾虑，更倾向于插电混动车型。即便是非寒冷地区的消费者，驾驶插混车型长途旅行，跨越多个温区的情况也并不少见。这都对插混车型的电池低温性能提出了更高要求。
而不论三元锂还是磷酸铁锂电池，其低温性能都无法令人满意，在低温地区，插混车型纯电续航缩水，动力性能下降，能耗升高，用户体验滑坡。而钠电池相比锂电池，低温性能优势明显，其电芯在零下20摄氏度依然保持80%-90%的活性，而铁锂电池在同样温度的活性仅有不到60%。
更好的材料低温性能，加上优化的电池管理系统，钠电池和锂电池混装而成的电池组零下40摄氏度可放电，零下30摄氏度可充电，零下20摄氏度与常温下性能无差别。
电压平台窄是插混车型采用铁锂电池的另一大挑战。电压平台指的是电池满电电压和放电截止电压之间的差值，现有的电池管理系统都是通过测量电压来监测电池电量的，所以电压平台越宽，电量监测就越准确。
铁锂电池的电压平台是2.5V—3.65V，而钠电池的电压平台是2.0V—3.95V，钠电池的电压平台几乎是铁锂电池的两倍，所以钠电池的电量监测更准确，混装钠电池和锂电池之后，可以用钠电池的电量数据来校准锂电池的监测数据，进而提高整个电池包的电池管理水平。
之前为了保证铁锂电池的正常工作，避免因电量监测不准导致过度充电和深度放电，只能在充放电策略上更加保守，导致可用电量更少。通过钠电池的校准，可以显著提升电量监测精度，从而在放电功率和放电电量上获得更大潜力，提升插混车型的动力性能和纯电续航里程。
钠电池诞生之初，市场对其的主要期待是资源丰富性带来的成本竞争力，但锂电池随后的持续降价导致钠电池的成本竞争力难以兑现，反而因为低温性能优秀以及电量监测精度高找到了插混车型这一应用场景。
从2023年开始，插电混动车型就是中国车市增长最快的细分市场，而且在充电基础设施不足的海外市场，插混车型也是多家中国车企选中的未来增长点。2025年，钠电池将开始在插混车型上装车应用，一旦实际应用中钠电池展现出解决插混痛点的能力，其复制和扩张速度令人期待。
换电模式进入新阶段
换电模式自从诞生之日起就毁誉参半，其优势一望可知，效率高，体验好，油车用户转换障碍小。但劣势也同样明显，建设成本、运营成本都数倍于充电模式，尤其随着充电桩越来越多，充电速度越来越快，新能源车用户逐渐找到适合自己的充电习惯，换电的优势似乎越来越小。
但2025年车企和电池企业对换电的投入却越来越大。2025年宁德时代计划建设1000座换电站，覆盖不少于30个城市，提供两种标准型号电池包。奇瑞、长安使用蔚来换电体系的车型将于2025年投放市场，吉利、江淮、广汽、一汽使用蔚来换电的车型也都计划不迟于2026年发布，蔚来体系内使用不同规格电池包的乐道也将在2025年推出两款新车，分别是大五座SUV车型L70和三排座SUV车型L80，进一步抢占家用车市场。
换电站基础设施建设提速，换电车型快速增加，车企和电池企业都在用自己的钱包投出对换电模式的信任票。为何换电优势看上去越来越小，企业的投入却越来越大呢？背后的原因其实是换电模式的价值除了补能和用户体验的优势，还有更长远的能源基础设施属性。
换电站的基础设施价值首先体现在站内电池的储能方面。截至2024年2月，蔚来的换电站在合肥、深圳等14个省市响应了电网的调峰调频需求，总调峰容量超过30万千瓦，削峰填谷电量超过3亿千瓦时。
除了储能这一显性价值，换电站还有一个重要的隐性价值在于其升级迭代和回收能力。随着电池技术的发展，换电站随时可以升级更新、更好、更便宜的电池，迅速提升服务能力，降低服务成本。同时站内存储的旧型号电池也可以方便地进行回收利用，在电池全寿命高效利用方面，换电模式优势明显。
另外，换电模式由于将电池资产集中管理，其资产属性同样不容忽视，比如蔚来换电网络的电池资产持有者蔚能新能源动力有限公司，其总经理赖晓明就表示，2023年蔚能就已经实现盈利，全年净利润7000万元。随着管理资产规模的不断扩大，不排除电池资产管理公司会单独分拆上市。
2025年，宁德时代进军换电，蔚来换电网络的客户车型投放市场，伴随规模扩大，换电模式将告别用户教育的早期阶段，其补能便利性、用户体验之外的更多价值将逐步显现。
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