在今年的廣州車展上，東風(fēng)汽車對(duì)外官宣其正在研發(fā)第二代固態(tài)電池。在這款固態(tài)電池的支持下，整車?yán)m(xù)航里程可達(dá)1000公里，而且這款車型的量產(chǎn)時(shí)間就在2024年上半年。

作為東風(fēng)旗下的高端新能源汽車品牌，東風(fēng)嵐圖的首款轎車“追光”已經(jīng)在去年12月亮相，其搭載的是行業(yè)內(nèi)首個(gè)商業(yè)化量產(chǎn)的半固態(tài)電池。

此外，作為長(zhǎng)安旗下的新能源汽車品牌，長(zhǎng)安深藍(lán)的半固態(tài)電池也將在2025年開始上車應(yīng)用。

一時(shí)間，曾經(jīng)離我們看似還非常遙遠(yuǎn)的固態(tài)電池/半固態(tài)電池突然已經(jīng)來到了我們的眼前。根據(jù)全球知名咨詢公司SNEResearch之前的預(yù)計(jì)，從2022年到2025年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)以及將從2.1GWh增長(zhǎng)到30GWh。

隨著技術(shù)的不斷成熟，其市場(chǎng)容量將在2030年躍升至160.1GWh。那固態(tài)電池在國內(nèi)乃至全球市場(chǎng)究竟發(fā)展情況如何？在未來的兩三年內(nèi)能否大規(guī)模商業(yè)化部署都值得研究。

固態(tài)電池/半固態(tài)電池是什么？

固態(tài)電池和液態(tài)電池原理上沒有太大的差異，唯一的不同在于電解質(zhì)。目前我們常用的鋰電池，使用的是液態(tài)電解質(zhì)，而固態(tài)電池顧名思義，使用的是固態(tài)電解質(zhì)，同時(shí)也省去了電池內(nèi)部的隔膜。

雖然工作原理上不同，但是固態(tài)電池卻能夠克服很多液態(tài)電池的不足，被各方公認(rèn)為是下一代電池發(fā)展的主要方向之一。固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)如下：

1.能量密度更高

根據(jù)理論計(jì)算，目前鋰電池的能量密度上限區(qū)間為300-350Wh/kg，因此要支持諸如1000公里的純電續(xù)航里程，就意味著需要在車上布置大量的電池，這不僅會(huì)大幅推升整車的成本，也會(huì)對(duì)安全造成一定的挑戰(zhàn)。

固態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到500Wh/kg，也就是說搭載了固態(tài)電池，電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程更長(zhǎng)。

2.安全性更好

目前新能源汽車著火更多還是和電池中的液態(tài)電解質(zhì)相關(guān)。但如果采用了固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池，其電解質(zhì)具有絕緣性好，且不易燃和不易揮發(fā)的特點(diǎn)，使得電池發(fā)生熱失控和自燃的概率大幅下滑。

3.循環(huán)壽命更長(zhǎng)

固態(tài)電池的適用溫度范圍更廣，循環(huán)使用壽命更長(zhǎng)。這已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。

目前來看，固態(tài)電池由于技術(shù)跨越太大，還存在太多風(fēng)險(xiǎn)。因此，各方已經(jīng)普遍認(rèn)為，半固態(tài)電池作為固態(tài)電池全面商業(yè)化部署前的過渡技術(shù)已經(jīng)明確。

和傳統(tǒng)的鋰電池相比，半固態(tài)電池的電解質(zhì)雖然還有電解液，但是電解液含量已經(jīng)大幅減少。

所以，無論是從能量密度還是從安全性上來說，半固態(tài)電池相比于現(xiàn)在的鋰電池，已經(jīng)進(jìn)步了不少。但是和固態(tài)電池相比，其技術(shù)相對(duì)來說更加可靠和成熟，因此商業(yè)化進(jìn)程會(huì)比固態(tài)電池更早的到來。

傳統(tǒng)鋰電池，不僅受到能量密度上限，并沒有辦法在根本上打消消費(fèi)者的里程焦慮，而且還存在諸如低溫性能差且存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)等安全問題。

不過評(píng)判一款動(dòng)力電池能否量產(chǎn)，不僅需要對(duì)電池的能量密度，充放電倍率性能進(jìn)行考察，同時(shí)也要關(guān)注電池的成本以及在車載環(huán)境下的循環(huán)壽命等。

在實(shí)驗(yàn)室中獲得突破的一些指標(biāo)，并不意味著固態(tài)電池/半固態(tài)電池可以實(shí)現(xiàn)上車。因此，固態(tài)電池/半固態(tài)電池未來如何還有待今后的實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果來驗(yàn)證。

國內(nèi)固態(tài)電池發(fā)展趨勢(shì)

作為國內(nèi)以及全球電池的龍頭，寧德時(shí)代自然不會(huì)無視固態(tài)電池的發(fā)展。早在2021年，寧德時(shí)代就已經(jīng)對(duì)外宣稱，它們已經(jīng)做出了固態(tài)電池的樣品。

但基于寧德時(shí)代對(duì)電池的了解，其認(rèn)為固態(tài)電池離開商業(yè)化部署還有很長(zhǎng)的路要走。寧德時(shí)代對(duì)于固態(tài)電池商業(yè)化部署的時(shí)間定在2030年前后。

寧德時(shí)代之外，國內(nèi)其他電池企業(yè)也都在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。國軒高科不久前剛剛對(duì)外表示，其研發(fā)的半固態(tài)電池的單體能量密度達(dá)360Wh/kg。

采購這款半固態(tài)電池的客戶車型，將部署一個(gè)160KWh的電池包，整車?yán)m(xù)航突破1000km，而這款車型有望在2023年就可以實(shí)現(xiàn)上市交付。

至于另外一家電池企業(yè)贛鋒鋰業(yè)，第一代固態(tài)電池已在東風(fēng)E70實(shí)現(xiàn)了裝車，其布局固態(tài)電池的意圖也已經(jīng)顯露無疑。

除了電池企業(yè)，國內(nèi)整車企業(yè)對(duì)于固態(tài)電池的關(guān)注程度也非常高。蔚來、廣汽埃安、高合也都曾有消息傳出將和固態(tài)電池廠商合作。其中，蔚來ET7的固態(tài)電池版本車型將有望在今年交付，續(xù)航將突破1000公里。

其實(shí)電池和整車企業(yè)之外，國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭同樣也看好固態(tài)電池的發(fā)展前景。有報(bào)道披露，字節(jié)跳動(dòng)和中科院物理所合作，研發(fā)了一種全新的全固態(tài)電池結(jié)構(gòu)，能夠在-60℃的環(huán)境下工作。至于小米也入股了衛(wèi)藍(lán)新能源。

脫胎于中國科學(xué)院物理研究所清潔能源實(shí)驗(yàn)室的后者在國內(nèi)能夠算得上是第一批專注于固態(tài)電池研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)，在國內(nèi)也是聲名鵲起。至于其他的固態(tài)電池企業(yè)，隨著整個(gè)行業(yè)的熱度越來越高，也得到了多筆投融資。

國外固態(tài)電池發(fā)展?fàn)顩r如何？

在傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域，歐美企業(yè)落后于我們不少。在全球排名前十的電池企業(yè)中，除了松下之外，基本都是中韓兩大電池企業(yè)。

其中以寧德時(shí)代占據(jù)全球1/3市場(chǎng)份額而獨(dú)占龍頭，其他無論是像中創(chuàng)新航、欣旺達(dá)這樣單獨(dú)的電池公司，還是從比亞迪、長(zhǎng)城這樣的整車企業(yè)孵化出來的電池企業(yè)，整體競(jìng)爭(zhēng)力都比較強(qiáng)。但是在固態(tài)電池領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)就沒有那么明顯了。

在固態(tài)電池領(lǐng)域，日系的豐田汽車擁有最多的專利。其實(shí)豐田也很有意思，布局了混動(dòng)、固態(tài)電池、燃料電池，唯獨(dú)卻是在液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池上沒有什么太大的斬獲。

在全球銷量排名第二的大眾集團(tuán)，則投資了知名的固態(tài)電池公司QuantumScape，后者的固態(tài)電池預(yù)計(jì)也不會(huì)早于2025年投入商業(yè)化應(yīng)用。

至于在鋰電池領(lǐng)域和寧德時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)的韓國LG新能源，也曾經(jīng)對(duì)外官宣過其將在2025年至2027年間實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化。

在新能源汽車時(shí)代，電池的重要意義不言而喻。電池不僅占據(jù)整車成本超過1/3，同時(shí)電池也和電動(dòng)車包括續(xù)航、補(bǔ)能時(shí)間甚至安全息息相關(guān)。任何和車載動(dòng)力電池相關(guān)的一舉一動(dòng)，都足以影響整個(gè)電動(dòng)車行業(yè)。

確保自己在固態(tài)電池領(lǐng)域的投入以確保自己能夠掌握相關(guān)核心技術(shù)，對(duì)于國內(nèi)一眾電池企業(yè)來說至關(guān)重要。否則一旦固態(tài)電池某項(xiàng)痛點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，必然會(huì)給全球電池行業(yè)帶來革命性的變革。