固態(tài)電池裝車，現(xiàn)實還是夢想？

TechWeb文/卞海川

動力電池作為當下新能源汽車，尤其是純電汽車，一直是影響汽車續(xù)航及安全性的重要因素，也是眾多汽車廠商競爭的焦點之一。此前，智己汽車宣布，其上市的智己L6將率先搭載行業(yè)首個量產上車的“超快充固態(tài)電池”，引領新能源汽車進入“固態(tài)電池時代”。此舉一出，立刻在業(yè)內引起了激烈的爭論。

何為固態(tài)電池？

所謂固態(tài)電池，顧名思義，是和液態(tài)電池相對應的，一種使用固態(tài)電極和固態(tài)電解質的電池。目前市面上主要的鋰離子電池內置是含有液態(tài)電解質的。傳統(tǒng)液態(tài)電池由正極、負極、電解液、隔膜四大部分組成。固態(tài)電池用固態(tài)電解質替換傳統(tǒng)液態(tài)電解液和隔膜。

20 世紀 70 年代Whittingham 首次提出并開始研究鋰離子電池，隨后索尼公司發(fā)明了商業(yè)化的液態(tài)鋰電池。經過一段時間的發(fā)展，憑借能量密度高、充電速度快、壽命高、無污染等優(yōu)勢特點，液態(tài)鋰電池逐漸成為了行業(yè)主流。

但與此同時，液態(tài)電池仍然存在著一些問題制約其未來的發(fā)展與應用。

首先就是安全性問題。鋰離子在正負極間脫嵌以實現(xiàn)鋰電池的充放電。但當出現(xiàn)一些異常情況使得鋰離子無法正常脫嵌時，就可能形成鋰枝晶。鋰枝晶的堆疊，會有刺穿隔膜的風險，形成正負極短路，引發(fā)火災。

其次是能量密度極限的問題。目前液態(tài)鋰電池的能量密度天花板是 300Wh/kg，受限于技術極限，新能源車續(xù)航公里數(shù)會在鋰電池技術路徑上達到極致。

固態(tài)電池的出現(xiàn)，可以克服鋰電池的缺點，在安全和能量密度方面實現(xiàn)進一步突破。

固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰電池相比最大的區(qū)別在于利用固態(tài)電解質體系代替了目前的隔膜電解液體系，其優(yōu)點在于安全性高，無自燃、爆炸風險，同時能量密度顯著高于傳統(tǒng)鋰電池。

新材料體系的更新，讓固態(tài)電池擁有更高的能量密度，可達到 700Wh/kg 以上。

而按照上述標準衡量，智己L6裝車的所謂固態(tài)電池，本質上屬于半固態(tài)電池，這點后來智己也予以了確認，至于半固態(tài)電池屬不屬于固態(tài)電池，就是仁者見仁智者見智了。

固態(tài)電池真正上車普及還有距離

固態(tài)電池技術的優(yōu)勢明顯，也讓各國推出相關政策和計劃，明確固態(tài)電池主要發(fā)展目標。

比如，我國《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》指出，到 2025/2030 年，我國動力電池單體能量密度需要分別達到 400Wh/kg 和 500Wh/kg。

日本方面，到 2030 年，實現(xiàn)電池包能量密度 500Wh/kg，成本實現(xiàn) 10000 日元/kWh 以下，循環(huán)次數(shù) 1000-1500 次。

德國方面，到 2030 年，動力電池能量密度實現(xiàn) 400Wh/kg，成本75 歐元/kWh，循環(huán)次數(shù) 2000 次。

從半固態(tài)電池量產裝車的時間早晚看，智己汽車并非行業(yè)內的第一家。早在2023年6月，搭載贛鋒鋰業(yè)第一代固態(tài)電池的賽力斯SERES5，實現(xiàn)首批交付；2023年12月，搭載衛(wèi)藍新能源150KWh半固態(tài)電池的蔚來ET7進行了續(xù)航測試，行駛里程1044公里。

另據(jù)研究機構GGII預測，2024年將是固態(tài)電池產業(yè)發(fā)展的一個重要節(jié)點，年內有望實現(xiàn)（半）固態(tài)電池的大規(guī)模裝載應用，預計全年裝機總量將歷史性地突破5GWh大關。假設每臺車使用150 kWh的半固態(tài)電池包，那么5GWh也僅夠裝車3萬臺。

其實當我們看了研究機構對于所謂半固態(tài)電車裝車的數(shù)量就可以看出，要實現(xiàn)真正的全固態(tài)電車裝車，確實還有相當?shù)木嚯x，主要原因在于固態(tài)電解質電導率比電解液低10倍以上，快充性能不佳，以及制備工藝復雜、成本較高。

對此，寧德時代董事長曾毓群近期公開表示，目前固態(tài)電池有三條路線，所謂的氧化物路線、硫化物路線、聚合物路線，大家都在研究。但固態(tài)電池的量產非常困難，尤其是在金屬負極方面。

而在今年4月底重慶舉辦的第十六屆國際電池技術交流會中，全球新能源電池龍頭寧德時代首席科學家吳凱更是提出了固態(tài)電池發(fā)展和普及中包括固界面、鋰金屬負極的應用、針對最有希望的硫化物電解質路線和全固態(tài)電池的生產所遇到的挑戰(zhàn)。

這里以全固態(tài)電池的生產為例，極片制造工藝不成熟，濕法工藝的核心是粘接劑與溶劑選取，如果溶劑與電解質化學不兼容，可能降低電解質的離子電導率。干法工藝存在膜片分散性、均勻性挑戰(zhàn)。在電芯致密化成型過程中，電芯內部存在孔隙缺陷，致密度低會降低固態(tài)電池性能發(fā)揮，極片邊緣受壓導致搭接短路等問題也需要解決。

正是基于上述的挑戰(zhàn)，從全球車企和電池大佬的時間表看，豐田計劃2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車；韓國SKOn正在開發(fā)高分子氧化物復合和硫化物兩種固態(tài)電池，目標是到2026年生產出原型產品，2028年實現(xiàn)商業(yè)化；三星SDI正在開發(fā)一種沒有負極的固態(tài)電池，預計將于2027年量產。

至于國內，4月底在重慶舉辦的第十六屆國際電池技術交流會中，全球新能源電池龍頭寧德時代首席科學家吳凱在《車用全固態(tài)電池研發(fā)及產業(yè)化進展》演講中表示，全固態(tài)電池的成熟度指標，若用1-9數(shù)字表示，寧德時代目前的成熟度在4的水平，目標到2027年到7-8的水平。

由此看，全球車企和電池大佬基本都將固態(tài)電池裝車的時間鎖定在了2027-2030年之間，也就是說3到6年之后，至于何時大規(guī)模裝車成為主流，有業(yè)內預計需要10-20年的時間。

寫在最后

所以在我們看來，即便固態(tài)電池是趨勢，但從現(xiàn)在到未來的相當時間內，液態(tài)電池依然會是主流，充其量是液態(tài)與固態(tài)電池的并存，這輪文字營銷的策略雖然給二級市場帶來了非?；鸨摹皾q?！?，但我們必須承認，距離真正的固態(tài)電池落地依然很遠。

對于業(yè)內來說，除了持續(xù)開發(fā)固態(tài)電池外，對于液態(tài)電池的創(chuàng)新和挖潛也不容忽視，同時著眼于汽車其他新能源的開發(fā)（例如氫等）也不失為一種選擇。（御風）

生成海報

免責聲明：本網站內容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網站中的網頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時，應及時向本網站提出書面權利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關文章源頭核實，溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。