根据乘联会数据，2022年1-10月我国新能源汽车累计产量559.0万辆，同比增长108.4%，累计渗透率达到了24.7%，全年销量有望达到650万辆。在新能源汽车强劲的需求之下，动力电池产业也高景气上行，我国动力电池2022年1-10月累计装机量193.6GWh，同比增长99.9%。
随着新能源汽车渗透率不断提升，进入全面市场化阶段，长续航和新能源汽车安全愈发受到关注。在长时续航方面，现阶段液态锂离子电池无法使用锂金属负极，能量密度难以实现质的提升；在安全性方面，有机电解液、锂枝晶等问题引起电池燃烧问题无法根除，电动车自燃事故频发。因此，兼具高能量密度与安全性的车规级电池技术，包括固态电池和氢燃料电池，愈发受到产业与资本青睐。
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固态电池：半固态到全固态的渐进式发展之路
现阶段液态锂离子电池存在安全隐患和能量密度受限等问题，固态电池以固态电解质替代易燃有机电解液，同时可适配高能量密度正负极材料，进而有效解决新能源汽车安全与续航问题，被认为是下一代电池技术中最具潜力的方向之一。
目前主流的固态电池有聚合物、氧化物和硫化物三类技术路线。
聚合物电解质易加工，机械性能好，但其电化学窗口窄、热稳定性差、与锂金属负极与高电压正极适配性弱、以及常温离子电导率低，需加热至60℃以上使用的缺陷使聚合物固态电池产业化发展受限。
氧化物电解质具有较好的电化学与热稳定性，离子电导率比聚合物高，达10-4s/cm。但也存在电解质层易破裂、界面电阻大、离子电导率比硫化物低等问题，使其大容量、高倍率电芯制备受限。目前主流的做法为加入少量电解液，以半固态形式产业化落地。同时，半固体电池生产工艺及设备与现有锂离子电池兼容，成为全固态路上的折中之选。国内初创企业以及部分电池企业主要布局氧化物路线。
硫化物电解质电化学窗口宽达5V以上，离子电导率高达10-3s/cm，可适配锂金属负极，有望形成全固态电池解决方案。但其存在热稳定性差，锂枝晶、空气敏感等问题，生产制备需要低露点环境，现阶段产业化难度较大。据业内人士介绍，主流的硫化物固态电池制备分为干法与湿法两大工艺，行业内暂未形成一致工艺路线；与现有锂离子电池相比，可省去注液、化成、二封等工序，但需要增加硫化物电解质成膜、界面一体化成型等特有工序，同时配套关键非标设备开发，整体开发周期较长。全球范围内，日韩企业对硫化物固态电池布局较早，国内的电池企业、车企以及初创企业也都有选择硫化物路线。
在产业化进程方面，业内观点普遍认为半固态电池或许能在2025年实现大规模量产。全球范围内硫化物固态电池的产业化进度基本一致，预计大规模商业化需到2028-2030年。我国企业大多选择从液态到半固态再到全固态的渐进式发展路线，其中，半固态电池采用固液混合电解质，在提升电池安全性能与能量密度的基础上，还能有效规避硫化物的专利风险。近日，卫蓝新能源宣布车规级半固态动力电芯正式下线，预计首搭蔚来ET7车型，150度电的电池包能量密度达360 Wh/kg，实现1000公里的续航里程。搭载半固态电池的50台东风风神E70也于今年年初交付，在江西省新余市示范运营。此外，固态电池技术发展离不开现有产业链中材料企业的大力配合。正极、负极、隔膜、电解液等材料企业均就固态电解质、高镍正极、硅碳负极/锂金属负极、半固态电池隔膜的研发与固态电池企业积极对接，上下游协同，推进半固态/固态电池的量产开发。
在融资方面，资本竞相入局，抢滩固态电池领域。2022年以来，多家固态电池企业在一级市场获得投资，包括恩力动力、卫蓝新能源、太蓝新能源、高能时代、中科深蓝汇泽等。投资方有创投机构，政府投资机构，也不乏车企/电池企业等产业投资者。定位于全固态电池技术的高能时代于今年3月宣布完成超5000万人民币天使轮融资，投资方中包括电池企业。作为动力电池的终极目标，半固态与固态电池企业持续获得资本赋能与资源倾斜，叠加车企、电池企业入局，固态电池产业化进程稳步推进。
氢燃料电池：0到1阶段，产业链协同发展是关键
由于氢高质量能量密度，燃料电池高能量转换效率，以及氢燃料短加注时间等特点，使氢燃料电池汽车成为解决锂电池汽车续航焦虑、充电焦虑的另一条具有潜力的车载动力技术路线，特别是在长程重载领域更具优势，对于实现交通领域低碳化以及摆脱燃油依赖具有重要意义。
表1：我国氢能产业相关政策
2019年以来氢能产业政策的密集出台(表1)，推动了燃料电池汽车的示范运营和氢能相关基础设施建设，根据中汽协数据，2022年1-10月，我国燃料电池汽车产销量分别为0.27万辆和0.24万辆，同比分别增长180%和150%。截至2022年10月底，我国累计建成加氢站296座，其中2022年新建成62座，我国加氢站保有量已居全球首位。
在资本市场，氢能产业也迎来了投资热潮。根据投中数据，2022年上半年，氢能行业股权融资延续去年以来的火热，共发生融资事件21 笔，融资金额约15.9亿元，融资数量和金额分别比去年同期增加50%和137%，投资区域主要集中在上海、浙江、四川、北京等地。从投资规模上来看，虽然出现了一些大额融资项目，但行业整体仍以早期轮次为主，融资规模普遍较小。从投资方向上来看，目前投融资主要集中在燃料电池系统、燃料电池电堆及其相关零部件与材料等产业链中游环节。
目前，我国燃料电池动力系统集成技术已接近国际先进水平，空压机和氢气循环泵等BOP部件已经基本实现国产化，同时在膜电极、双极板等核心零部件方面技术进步迅速，但在关键材料如质子交换膜、催化剂等方面仍与国外顶尖产品存在差距。同时，虽然燃料电池发动机价格相较于2019年已有70%以上的降幅，但距离商业化应用仍有较大差距，随着燃料电池核心零部件生产规模化与关键材料国产化，燃料电池系统成本有望继续大幅下降。此外，燃料电池上游环节包括氢储运、加氢站等相关基础设施建设仍较为薄弱，致使供氢成本较高，而这些环节具有投资规模大、周期长等特点，因此需要依靠大型能源、化工类等央国企投资布局，以保证燃料电池应用场景中氢气稳定与低价供应。
结论：未来可期，产业化道路仍需攻坚克难
总体来说，固态电池与氢燃料电池作为下一代满足长续航、高安全的车规级动力电池技术，已成为全球车企、电池企业的竞争高地。与此同时，我们也要清晰认识到固态电池与氢燃料电池仍处于商业化早期阶段。
固态电池方面，其量产还需要解决关键材料降本、关键结构调整、关键工艺优化、关键设备开发等工程技术与产业化难题。此外，固态电解质与锂金属负极的使用将加大锂资源需求，我国锂矿资源仅占全球约7%，国内锂资源内部供应能力弱，未来还需要积极配套动力电池回收，以规避锂资源地缘风险。
氢燃料电池方面，我国氢能产业仍处于导入期，从政策扶持力度、技术成熟度、以及脱碳需求三方面来看，以燃料电池汽车为主的交通领域有望率先实现燃料电池应用的商业化，并逐渐拓展至储能与分布式发电领域。随着政策加持与资本赋能，燃料电池产业细分领域竞争加剧，推动燃料电池技术快速迭代与成本快速下降，但产业相关基础设施尚未成熟，产业相关标准体系尚未健全，行业整体格局尚未确定,因此资本需切忌一哄而上，应更加注重氢能与燃料电池产业链上下游协同布局与可持续发展。
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