撰文 | 郑文
编辑｜周长贤
当你行驶在昆山这片总面积不足一千平方公里的土地上时，可能很难意识到，安静地矗立在马路两旁的建筑能爆发出多少能量。
2022 年，昆山完成 5006.7 亿元的地区生产总值，连续 18 年位居全国百强县（市）首位，也是第一个 GDP 破 5000 亿元的县级市。
过去，属于消费电子时代的脚本，可以从昆山一段流传甚久的颇具传奇色彩的招商故事中窥探一二。
为了构筑强大的产业链，昆山的招商人员直接把一台笔记本电脑拆开，针对其中的 1000 多个主要零部件，与本地产业一一对比，把还不能生产的环节一一进行补链招商。甚至不惜用「蹲点虹桥机场」这样的土方法，招揽企业，凭着一股劲儿，昆山先后招来了近 500 家规上企业。
时代变迁，在这片土地上，属于消费电子时代的传奇已经落幕，而新能源时代的传奇正在上演。
其中，坐落在盛晞路 3 号的清陶（昆山）能源发展股份有限公司，就正在谱写新能源时代的全新脚本，演绎「电池颠覆性变革」的精彩故事。
今年 5 月 31 日，上汽集团宣布，与清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议。按照协议，上汽集团将追加不超过人民币 27 亿元，成为清陶能源第一大机构投资者。
彼时的官方信息公布，上汽集团将加快清陶能源现有固态电池产品在新车上的产业化应用：2024 年上半年智己汽车搭载固态电池的高性能、长续航车型将首先实现规模化量产。2025 年，智己、飞凡、荣威、MG 将推出多款搭载新一代固态电池的量产车型，全年销量预计将突破「十万辆级规模」。
此外，上汽集团和清陶能源将于今年成立合资公司，共同开发新一代固态电池产品。
自此，清陶能源正式浮出水面，来到汽车行业媒体的视野中。
时代新脚本之固态电池
2016 年 11 月，中科院南策文院士带领其团队在昆山开发区创办清陶能源，致力于固态锂电池及其关键材料与生产装备的技术开发与产业化生产。
一年后，清陶能源建成全国首条固态锂电池量产线，设计产能 0.1GWh。2020 年 7 月，清陶能源宜春 1GWh 固态动力锂电池规模量产线正式投产；同年，一辆搭载清陶固态电池系统的纯电动样车在北汽新能源完成调试并成功下线，这台样车是国内首次公开的可行驶的固态电池样车。
上汽集团与清陶能源围绕固态电池技术展开合作的时间最早可追溯到 2018 年。到了 2020 年，上汽开始入股清陶。2021 年，双方共同完成超高能量密度固态锂电池的实车验证，单体能量密度达 368wh/kg，实测 CLTC 综合续航里程达 1083km。
2022 年，上汽再次参与清陶能源 F++轮融资，同年双方成立联合实验室，携手推动车用固态电池材料、电芯与系统的联合开发，目前第一代固态电池已完成装车试验。第一代电池密度达到 420Wh/kg。
毫无疑问，上汽与清陶的量产合作是开创性的，随着双方合资公司的成立，将加速固态电池的研发进程。
「清陶和上汽成立合资公司就是整合资源，取长补短，才能够实现好的技术最后变成好的产品，交付给市场。」清陶能源总经理李峥表示，材料开发和电芯的设计是清陶的长板，系统开发、软件开发，包括整车项目管理，制造经验都是上汽的强项。
根据规划，2025 年起，清陶能源和上汽集团将联合推出新一代固态电池，相关技术方案可以大幅提升电动车续航里程，彻底解决「里程焦虑」。同时，电池成本更比同等规格磷酸铁锂或三元电池低 10%-30%。
从实验室，到产线
固态电池是电池行业的圣杯。
上汽清陶新能源科技有限公司副总经理王林表示，「高安全性、高能量密度、低成本的固态电池具备天然优势，只要产业成熟到一定程度，一定能达到这样的效果，所以我们对固态电池非常有信心，认为一定能够在未来成为能源系统的首选。」
这也是上汽集团不断加码清陶的最直接原因——看好固态电池。
而清陶也没有让上汽失望，在安全性方面，第一代固态电池可通过最严苛的单电芯针刺实验，整包可实现「系统级零热失控」，即单颗电芯热失控后实现整包「永不起火、永不爆炸」。
在实现「系统级零热失控」的前提下，单体能量密度达到每公斤 368Wh/kgg，相比磷酸铁锂电池，能量密度提升 100%以上，测试车辆最大续航里程达到 1083 公里，充电 10 分钟续航增加 400 公里。
众所周知，关于固态电池的探索，日本以举国体制规划了许久，选的固态电解质是硫化物，最新的量产时间节点是 2027 年。
与日本不同的是，中国的产业发展以市场驱动为主，在应用中，探索出了更具兼容性、经济性的聚合物+氧化物的半固态电池技术。
需要指出的是，氧化物的热稳定性非常优秀。据中科院研究员陈汝颂等此前的统计，三大固态电解质的热失控初始温度均超过液态电解质，其中又以氧化物电解质的安全性最高，热失控初始温度超过 600°C，最高可以达到 1800°C，电池燃烧问题基本可以杜绝。
氧化物固态电解质的电导率比聚合物更高，比硫化物更低，兼具机械稳定性和电化学稳定性。劣势是不易烧结，氧化物电解质需要 800 度以上的高温烧结才可以致密成型。另外，其存在刚性界面接触问题、脆度高，难以加工，在实际应用中，通过和聚合物复合来解决。
李峥向《出行百人会/AutocarMax》解释：「有机的部分更多为了弥合界面的接触，无机的部分主力任务是传导离子，通过有机和无机构建复合材料、复合界面的方式可以解决缺陷。不过，复合材料现阶段也没有根本解决界面弥合问题，还需要增加一部分浸润的液体，也就是半固态电池的概念。」
从整体的量产角度来看，使用氧化物+聚合物的方案，生产工艺、体系制备难度不会太高。在这方面，锂离子传输速度最快的硫化物就比较缺乏优势，量产工艺的难度很大。
李峥向《出行百人会/AutocarMax》透露，第一代固态电池和传统液态电池相比，主要存在两方面差别：
*正极材料表面要成型固态电解质层，利用固态电解质层才能形成正极和负极之间的电子隔绝、离子传导，这一层电解质层的成型是创新的工艺和设备。
*固态电池的体系是平面少液的体系，液含量一定比液态电池要少，所以起浸润作用的液体很 珍贵，需要恰到好处地补到界面阻抗差的位置去。在液体界面浸润的方面有一些创新的工艺和设备。
「找一条切实可行的路」
一种技术真正走向市场，被市场接受，不仅仅是技术问题，还是商业课题。
如果只是技术问题，那么只涉及到最优技术路径的选择，但如果是复杂的商业课题，不仅要考虑材料成本、工艺成本、各性能的平衡（安全性、循环寿命、充放电功率性能等），甚至还要考虑到企业的盈利节点。
对于清陶能源来说，融资、生存、经营现金流等问题都是摆在眼前的大山。因此，分阶段量产是相对更理性的思路。有持续的收入才能不断滚动，支持研发工作，使产品在不断迭代中升级。
一个不容忽视的现实是，在固态电池赛道，目前看来不可能在某个时间节点一次性推出完美的解决方案，而是需要结合市场不断提高制造能力、材料性能，不断升级、提高性价比，才能实现更加远期的目标。
「在能量密度进一步提升当中，有得有失，比如说循环寿命上要减项。以清陶 368Wh/kg 的高比能固态电池模组为例，在能量密度、循环寿命、充电速度、性能等方面寻找到了一种平衡。」对于第一代产品，李峥如此解释清陶的考量，「我们是在综合指标中寻找平衡。」
相比材料的组合搭配，这显然是更为复杂的课题。而对于清陶能源来说，优势是在设备、工艺、材料上协同开发更好。
从团队创办之初，清陶能源就一步到位考虑到工艺、设备上的量产化，基于此，快速积累起了生产制造经验、产业链整合经验。
「考虑这个工序能不能嫁接到成熟的工艺上去，如果不能，我们就要在工艺上优化和重新设计，才能够交付具有性价比优势的产品。」李峥补充道，「这也是清陶和很多创新型的电池公司比较大的差别，清陶本质上是工厂，生产制造是安身立命的根本。」
事实上，虽然中国固态电池产业起步比日本晚，但我们的优势是产业规模大，产业链完整度好，市场规模也大。在中国，「量产一代、研发一代、储备一代」这种逐步上台阶的方法，是产业化进程中一种更加切实可行、有效的策略。
「在中国的大环境下，产业链的资源和产业链的能力对于我们来说是极大的优势，在中国做创新，一定比在其他国家做创新来得更好。」李峥认为，有上汽的资源注入和更好的机制，清陶能源已经看到了方向。
「清陶能源与上汽合作，在找一条路，一条相对切实可行的路，沿着这条路小心求证，一步一步往前走。」他表示，就是通过一起协同，找到更优性价比的方案，将材料、电芯和系统有机融合在一起。
结语
人所共知，新能源代表未来的产业发展趋势。
而在「新能源」的催化下，消费电子与汽车产业开始产生关联。在昆山这片土地上，同样的化学反应也在产生，围绕固态电池的新产业链正在迅速成长。
「清陶需要更关注在单独点上的研发投入，用更聚焦、更有效率、更坚决的革命态度去做研究，这也是我们唯一的机会。」李峥心里清楚，锂电池行业真正的发展机会只存在代次性的科技创新，「希望通过跟上汽集团的合作，更快速地让大家公认的好技术变成好的产品。」
目前，昆山聚集了新能源汽车关键零部件制造企业超 100 家，覆盖 6 大核心系统 50 多个种类。或许在不久的将来，昆山又会平地起惊雷，在新能源产业上演完美逆袭的故事。
上汽与清陶能源的故事，才刚刚开始。明年，搭载第一代固态电池的智己新车，将行驶在阳光明媚的盛晞路上。
