固態(tài)電池，新能源汽車的顛覆性技術(shù)

前段時(shí)間，智己汽車與小米的口水戰(zhàn)引爆了車圈社交媒體，隨之而來(lái)的是，人們驚訝的發(fā)現(xiàn)智己汽車竟然官宣成為首個(gè)搭載“準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池”的量產(chǎn)車型，CLTC續(xù)航將超過(guò)1000公里。一時(shí)間，固態(tài)電池技術(shù)又來(lái)到了新能源汽車的牌桌上，無(wú)獨(dú)有偶，廣汽埃安的高端品牌昊鉑，也高調(diào)發(fā)布了最新的固態(tài)電池技術(shù)。在前期宣傳海報(bào)上，昊鉑特地注明了“真的要來(lái)了”、“全固態(tài)”、“100%固態(tài)電解質(zhì)”等等吸睛的標(biāo)語(yǔ)，甚至說(shuō)要在2026年量產(chǎn)裝車。

那么到底何為固態(tài)電池，這項(xiàng)技術(shù)是否真能在新能源汽車大火的今天，成為每家必爭(zhēng)的顛覆性產(chǎn)品呢？

固態(tài)電池的前世今生

在電池技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程中，液態(tài)電解質(zhì)一直發(fā)揮著重要作用。然而，隨著對(duì)電池性能要求的不斷提高，液態(tài)電解質(zhì)逐漸成為制約電池性能進(jìn)一步提高的瓶頸。

因此，逐步減少對(duì)液態(tài)電解質(zhì)的依賴，從混合固液電池逐步演進(jìn)到完全無(wú)液體的全固態(tài)電池，成為了電池技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在新能源汽車集聚發(fā)展的今天，固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)成為最為關(guān)鍵的一環(huán)。而就在新能源汽車日趨火熱的今天，固態(tài)電池的消息再一次刷屏成為新能源汽車領(lǐng)域當(dāng)中當(dāng)之無(wú)愧的“第一熱點(diǎn)”。

固態(tài)電池是一種新型的電池技術(shù)，它使用固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)。這種電池的正極、負(fù)極和電解質(zhì)均為固態(tài)，固態(tài)電池的原理基于電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)電子的流動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電流。固態(tài)電池的核心特點(diǎn)在于使用固體電極和固體電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰電池中的液態(tài)電解質(zhì)。可以說(shuō)，固態(tài)電池從根本上就有區(qū)別于目前新能源汽車上使用的液態(tài)電池，因此在使用上廠家也會(huì)更加謹(jǐn)慎。

固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)

既然固態(tài)電池的技術(shù)難度如此之高，成本又相對(duì)昂貴，那么為什么多家廠商前赴后繼地想要攻克這一關(guān)鍵性的技術(shù)呢？原因就在于固態(tài)電池所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于新能源汽車行業(yè)是革命性的。

首先，固態(tài)電池的核心特點(diǎn)在于使用固體電極和固體電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰電池中的液態(tài)電解質(zhì)。這一變革不僅提升了電池的安全性，還因?yàn)楣腆w電解質(zhì)不易泄漏、不易燃爆，從而在很大程度上解決了傳統(tǒng)鋰電池的安全隱患。

其次是充電快，幾分鐘甚至不到10分鐘充滿，充電一次輕松跑上千公里！其三是輕松達(dá)到上萬(wàn)次充放電，電池衰退慢。

目前的技術(shù)難點(diǎn)，在于從電解液從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程，存在于固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率低、固-固界面穩(wěn)定性差、金屬負(fù)極以及鋰枝晶的生長(zhǎng)問(wèn)題。這些技術(shù)問(wèn)題影響了電池的充放電速度、容量保持率和循環(huán)壽命，是實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化的關(guān)鍵障礙。

目前各大廠商推出的固態(tài)電池，大多為固態(tài)、液態(tài)混合電池，或稱半固態(tài)電池。日本固態(tài)電池的研究方向是在硫化物，我國(guó)的主要方向在氧化物，代表廠商是清陶能源。但是無(wú)論硫化物、氧化物聚合物體系的，還沒(méi)有哪一家公司做出了比肩液態(tài)鋰電的性能。目前，半固態(tài)選擇硅碳作為負(fù)極材料。而未來(lái)的全固態(tài)電池，或?qū)⑹褂娩嚱饘僮鳛樨?fù)極材料。

成本或成落地最大阻礙

盡管技術(shù)難實(shí)現(xiàn)，但固態(tài)電池最大的短板還不是技術(shù)，而是成本。鋰金屬的成本有多高呢，根據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露：“固態(tài)電池沒(méi)辦法廉價(jià)的核心原因是，里面的貴金屬用量是液態(tài)電池的幾倍，價(jià)格最低都會(huì)是磷酸鐵鋰的十倍左右?！蔽覀冎?，目前新能源賽道可以說(shuō)是瘋狂內(nèi)卷，內(nèi)卷的核心便是整車的成本控制。消費(fèi)者非常在意成本這件事，以前廠家發(fā)過(guò)調(diào)研的。大多數(shù)消費(fèi)者希望不漲價(jià)，還提升性能。甚至有的消費(fèi)者還希望降價(jià)，做個(gè)朋友。

此外是制造成本，真正的全固態(tài)電池制造成本是鋰離子電池的4—25倍，制造全固態(tài)電池所需的設(shè)施成本更是目前鋰離子電池的10-20倍。而且制造過(guò)程中能耗也很大。在目前，日本松下、日產(chǎn)、豐田在實(shí)驗(yàn)室里面測(cè)試的固態(tài)電池表現(xiàn)非常強(qiáng)勢(shì)，但量產(chǎn)卻要推遲到4~5年之后，因?yàn)槌杀咎?，商業(yè)化過(guò)于困難。

因此，成本是固態(tài)電池商業(yè)化最大的一道坎。

我們知道，技術(shù)創(chuàng)新理想的落地結(jié)果是兩種：其一，產(chǎn)品成本差不多但產(chǎn)品體驗(yàn)大幅度提升，比如智能手機(jī)對(duì)功能機(jī)的替代就是如此。其二：產(chǎn)品成本差不多，使用成本降低，產(chǎn)品體驗(yàn)局部超越，目前新能源車相對(duì)于油車，就是如此，購(gòu)車成本相差不大，用車成本低，智能化超越，推動(dòng)了新能源車的銷量增長(zhǎng)。固態(tài)電池雖然是體驗(yàn)進(jìn)步了，但是購(gòu)車成本大幅增長(zhǎng)，固態(tài)電池的成本有多高呢？購(gòu)買一塊固態(tài)電池，價(jià)格比現(xiàn)在買一輛中高端車可能還要高。

固態(tài)電池何時(shí)商用？

在海外市場(chǎng)，一些知名企業(yè)如豐田、本田、現(xiàn)代、奔馳和三星等已經(jīng)投入巨資進(jìn)行全固態(tài)電池的研發(fā)。其中，豐田和本田已經(jīng)取得了一些突破性的進(jìn)展。據(jù)報(bào)道，豐田計(jì)劃在2025年開(kāi)始量產(chǎn)搭載全固態(tài)電池的車型，而本田也計(jì)劃在2030年之前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。此外，現(xiàn)代、奔馳和三星等企業(yè)也在積極推進(jìn)全固態(tài)電池的研發(fā)，并計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)推出相關(guān)產(chǎn)品。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，上汽、蔚來(lái)等新能源汽車廠商也在積極布局全固態(tài)電池的研發(fā)和生產(chǎn)。其中，上汽計(jì)劃在2024年開(kāi)始批量生產(chǎn)搭載半固態(tài)電池的車型，而蔚來(lái)也計(jì)劃在同一年推出相關(guān)產(chǎn)品。此外，長(zhǎng)安和廣汽等企業(yè)也計(jì)劃在2025至2026年間推出搭載全固態(tài)電池的車型。

目前，一些搭載半固態(tài)電池的車型已經(jīng)正式量產(chǎn)下線。例如，搭載82kWh半固態(tài)電池包的嵐圖“追光”已經(jīng)正式量產(chǎn)下線，這標(biāo)志著半固態(tài)電池技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。此外，搭載90kWh半固態(tài)電池的賽力斯SERES 5純電版車型也于去年進(jìn)軍歐洲市場(chǎng)，這進(jìn)一步證明了半固態(tài)電池技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

隨著越來(lái)越多的企業(yè)加入全固態(tài)電池的研發(fā)和生產(chǎn)行列，未來(lái)全固態(tài)電池的應(yīng)用前景將更加廣闊。在新能源汽車領(lǐng)域，搭載全固態(tài)電池的車型將逐步取代傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)電池車型，成為未來(lái)的主流選擇。