10分鐘充滿400km續(xù)航，當(dāng)寧德時(shí)代推出神行超充電池；續(xù)航超千公里，當(dāng)寧德時(shí)代推出麒麟電池。當(dāng)各種高性能動(dòng)力電池被相繼推出后，有一種說法是液態(tài)鋰電池已經(jīng)快到性能極限，再開發(fā)下去也不會(huì)有性能上的本質(zhì)提升。

站在用戶的角度，人們急需一種能夠完全替代“3分鐘補(bǔ)能神秘液體”的終極電池出現(xiàn)，且需要該電池具備高性能、高安全性、強(qiáng)穩(wěn)定性的特性。所謂高性能，即超充、高能量密度等；高安全性，即不自然、不爆炸、不漏液等；強(qiáng)穩(wěn)定性，即準(zhǔn)確的SOC估算，低溫不掉電等電池狀態(tài)。如果把這一切優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，固態(tài)電池也隨之應(yīng)運(yùn)而生。

當(dāng)然，固態(tài)電池還分半固態(tài)電池和全固態(tài)電池，目前中國(guó)各車企和電池供應(yīng)商更多的在研發(fā)半固態(tài)電池，而豐田則決定玩把大的，將所有希望寄希望于全固態(tài)電池上。

01

最初的新能源大佬，開始豪賭

近日，豐田宣布與日本最大的石油化工企業(yè)之一——出光興產(chǎn)合作，為量產(chǎn)固態(tài)電池做準(zhǔn)備，預(yù)計(jì)2027年至2028年實(shí)現(xiàn)商用化。為何豐田想要一步到位，直接跳過液態(tài)鋰電池和半固態(tài)電池，進(jìn)階到固態(tài)電池的商用，以當(dāng)下全固態(tài)電池的技術(shù)難點(diǎn)和行業(yè)發(fā)展來(lái)看，這無(wú)疑是一次豪賭。

豐田是最早在全球范圍內(nèi)將新能源車打出知名度的車企之一，1997年第一代普銳斯的出現(xiàn)，令豐田一躍成為新能源車屆大佬，盡管目前油混車型并未作為新能源車出現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)，但仍無(wú)法抹殺豐田在推動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型道路上做出的貢獻(xiàn)。

日本是一個(gè)能源稀缺國(guó)家，節(jié)能減排便是其汽車工業(yè)發(fā)展的先決條件，這也促使日本國(guó)內(nèi)的各車企首先要將造車思路固化在燃油經(jīng)濟(jì)性上。按理說，這樣的國(guó)情應(yīng)該更適用于電動(dòng)車發(fā)展，但現(xiàn)實(shí)是，日本目前電價(jià)合人民幣約1.5元每度，是中國(guó)電價(jià)的3倍。結(jié)合日本依然以火力發(fā)電為主，這樣的能源消耗和污染的成本，要高于發(fā)展經(jīng)濟(jì)型油車，這就是日本車企熱衷于油混車型的原因。

因此，日本以豐田為首的車企并不希望像中國(guó)車企那樣，一步步的投資發(fā)展，以豐田乃至整個(gè)日本汽車工業(yè)來(lái)說，這樣的發(fā)展路徑或?qū)⑾钠涑惺懿黄鸬馁Y源財(cái)力。

從固態(tài)電池的發(fā)展來(lái)看，日本正處于全員發(fā)展階段。今年3月，日本電池大廠Maxell宣布將量產(chǎn)用于產(chǎn)業(yè)機(jī)械等用途的大容量全固態(tài)電池；日產(chǎn)宣布2028年推出搭載全固態(tài)電池的車型；今年4月，本田也宣布計(jì)劃在2024年啟用全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線。結(jié)合豐田給出2027年至2028年推出全固態(tài)電池產(chǎn)品的信息，日本正舉全國(guó)之力試圖跳過液態(tài)鋰電池和半固態(tài)電池的自主研發(fā)，直接一步到位。

02

電動(dòng)車的“夢(mèng)中情池”？

固態(tài)電池的概念已經(jīng)不新鮮了，早幾年前，固態(tài)電池就被提出是解決電動(dòng)車痛點(diǎn)的終極奧義。

何為固態(tài)電池，即固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池，具有不可燃、耐高溫、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)的特性。再看固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)：消除了電解液腐蝕和泄露的安全隱患，熱穩(wěn)定性更高；不必封裝液體，支持串行疊加排列和雙極結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率；固體電解質(zhì)的固態(tài)特性，可疊加多個(gè)電極；電化學(xué)穩(wěn)定窗口寬，能達(dá)到5V以上，可匹配高電壓電極材料；固體電解質(zhì)一般是單離子導(dǎo)體，使用壽命更長(zhǎng)；質(zhì)量輕、黏彈性好、機(jī)械加工性能好。

這不就是電動(dòng)車的“夢(mèng)中情池”嗎？生產(chǎn)效率高，更小的體積實(shí)現(xiàn)更大的密度，可用更高的電壓實(shí)現(xiàn)更快的充電效率，且永不自然，從根源解決了安全隱患，若固態(tài)電池得以大規(guī)模商用，電動(dòng)車取代燃油車便更近了一步。

當(dāng)然，全固態(tài)電池本身也并不是無(wú)懈可擊，目前仍有幾大痛點(diǎn)需要解決。首先，電極在充放電時(shí)膨脹和收縮，與固體電解質(zhì)的界面將分離，性能隨之下降；其次，固體電解質(zhì)中，攜帶電力的離子不易移動(dòng)；最后，固體電解質(zhì)中，硫黃類材料的離子比較容易移動(dòng)，生產(chǎn)電池和發(fā)生故障時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生有害的硫化氫。

對(duì)此，日本團(tuán)隊(duì)已解決第一個(gè)問題，方式是在固體電解質(zhì)上沉積一層陰極膜，減小電極和固體電解質(zhì)之間的電阻。

固態(tài)電池成本也是目前阻礙其商用化的另一大因素，這也是目前日本各車企遲遲無(wú)法使其量產(chǎn)化的重要原因之一。

而且，解決配套設(shè)施和基建也是全面電動(dòng)化發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

以目前的800V超充舉例，已經(jīng)有部分電池可通過高壓超充滿足10分鐘充滿400公里續(xù)航的能力，在不久的將來(lái)，6C甚至更快的8C快充也將到來(lái)。但目前遇到的瓶頸是，高壓充電樁的建設(shè)在多數(shù)地區(qū)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，原因是目前多數(shù)城市電網(wǎng)配備的變壓器無(wú)法承受這類的高壓快充，因此基建問題無(wú)法解決。

有很多車商希望通過儲(chǔ)能來(lái)解決高壓充電問題，但儲(chǔ)能需要更多的電池，也就意味著儲(chǔ)能站的基建成本更高，很多車企無(wú)法承受。

筆者對(duì)此咨詢了奇瑞全資子公司得壹能源工作人員，該工作人員表示，目前儲(chǔ)能大多還是給工廠提供服務(wù)。當(dāng)筆者問到換電站是否具備除換電外的商用功能時(shí)，其表示目前換電站基本只用于換電，沒有其他的衍生功能。或許這位工作人員的回答比較片面，但不可否認(rèn)的是，以現(xiàn)有的基建設(shè)施來(lái)看，想要大規(guī)模普及高壓快充幾乎是不可能的任務(wù)，更別提高壓快充進(jìn)入民宅了。

總結(jié)來(lái)看，固態(tài)電池就技術(shù)而言的確是未來(lái)動(dòng)力電池的最優(yōu)解之一，但各車企目前僅解決了技術(shù)問題和安全性，便利性和成本仍是商業(yè)化道路中的最大難題。

03

我們自己的固態(tài)電池呢？

固態(tài)電池一旦量產(chǎn)裝機(jī)，封神只是時(shí)間問題。目前已有多家汽車、電池企業(yè)宣稱固態(tài)電池已取得突破性進(jìn)展。

今年夏天，上汽宣布將于2024年量產(chǎn)固態(tài)電池；時(shí)間更早的2022年，有媒體宣稱比亞迪固態(tài)電池已裝車測(cè)試，并將搭載在2023年上市的仰望車型上。與比亞迪同時(shí)傳出2023年將量產(chǎn)固態(tài)電池的是寧德時(shí)代，蔚來(lái)在2022年底的NIO DAY上表示將于2023年推出搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車型。

現(xiàn)實(shí)看來(lái)，比亞迪仰望并未搭載固態(tài)電池，寧德時(shí)代正在研發(fā)的電池叫凝聚態(tài)電池，而蔚來(lái)的150度電池包并非固態(tài)，而是半固態(tài)電池。至于上汽明年是否會(huì)量產(chǎn)固態(tài)電池，目前來(lái)看即使發(fā)布，也不會(huì)是電動(dòng)車的終極解決方案——全固態(tài)電池。

雖然有專家表示，全固態(tài)電池并不存在技術(shù)難點(diǎn)，難點(diǎn)只在成本控制，但筆者看來(lái)，若日本車企表示已解決了固態(tài)電池的技術(shù)問題，僅存在量產(chǎn)問題，而我們?nèi)钥床坏接衅髽I(yè)發(fā)布關(guān)于全固態(tài)電池的上車信息，這種差距或?qū)⒃谖磥?lái)對(duì)全球動(dòng)力電池格局產(chǎn)生巨大影響。

結(jié)語(yǔ)：到目前為止，固態(tài)電池全球?qū)＠薪话雭?lái)自于日本，也表明日本想要通過固態(tài)電池形成對(duì)中國(guó)行車電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的超越。

事實(shí)上，中國(guó)目前動(dòng)力電池發(fā)展仍是世界最快，若液態(tài)鋰電池并沒有所謂的性能上限，或是半固態(tài)電池能夠完全達(dá)到全固態(tài)電池的性能標(biāo)準(zhǔn)，全固態(tài)電池剩下的優(yōu)勢(shì)，可能只有安全性和SOC的穩(wěn)定性了。只是，這兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)或?qū)⒃谖磥?lái)的動(dòng)力電池競(jìng)爭(zhēng)中起到?jīng)Q定性作用，以此來(lái)看，發(fā)展全固態(tài)電池看似落后于行業(yè)發(fā)展，但豪賭未來(lái)也是不錯(cuò)的選擇。