對于電動車行業(yè)來說，固態(tài)電池的任何進(jìn)展都會牽動整個行業(yè)非常敏感且脆弱的神經(jīng)。一旦固態(tài)電池在商業(yè)化上實現(xiàn)重大突破，對于整個行業(yè)都將帶來顛覆性的變革。這其中不僅是整車行業(yè)，同時也是電池行業(yè)都將進(jìn)行重構(gòu)。

因為作為目前市場上的主流，液態(tài)鋰電池的能量密度已經(jīng)基本接近理論設(shè)計上限。而固態(tài)電池，不僅可以進(jìn)一步提升電池的能量密度，同時在壽命以及安全性上相比于現(xiàn)在的液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池都有長足的進(jìn)步。

換句話說，如果固態(tài)電池能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化部署，那包括寧德時代、比亞迪在內(nèi)的電池廠家所建立起來的優(yōu)勢可能瞬間就將不在。所以對于國內(nèi)企業(yè)來說，密切關(guān)注固態(tài)電池的發(fā)展進(jìn)程，甚至能夠在產(chǎn)業(yè)化上，做到相比于其他國家的固態(tài)電池在使用層面上更進(jìn)一步，將擁有戰(zhàn)略層面的意義。

大學(xué)成為固態(tài)電池研發(fā)的先鋒

在固態(tài)電池研發(fā)最為領(lǐng)先的日本，日本東京工業(yè)大學(xué)利用高熵材料設(shè)計開發(fā)了一種高離子導(dǎo)電性的固體電解質(zhì)。

在這種全新電解質(zhì)的支持下，電池中鈉離子電導(dǎo)率約為傳統(tǒng)材料的2.3-3.8倍，從而大幅縮短了電池的充電時間。根據(jù)目前已知的數(shù)據(jù)來看，這種新電池的充電性能指標(biāo)處于全球最高的水平。

在國內(nèi)，固態(tài)電池同樣也是大學(xué)研發(fā)的一個重要方向。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的團(tuán)隊開發(fā)了一種新型固態(tài)電解質(zhì)，其在確保電池性能和目前硫化物與氯化物固態(tài)電解質(zhì)相近的情況下，成本甚至不到后者的4%。

也就是說，基于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的成果，固態(tài)電池的成本可以大幅下滑，這也為產(chǎn)業(yè)化打下了最堅實的基礎(chǔ)。不過大學(xué)實驗室和車企之間還是有著很大的差距。整車苛刻的使用環(huán)境，是大學(xué)實驗室所無法模擬的。

國內(nèi)半固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)完全成熟

相比于固態(tài)電池，國內(nèi)的半固態(tài)電池發(fā)展勢頭非常良好。國內(nèi)頭部的固態(tài)電池公司中，衛(wèi)藍(lán)、清陶、鋒鋰、輝能等相關(guān)產(chǎn)品普遍都將在2023年實現(xiàn)半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車，而從目前的數(shù)據(jù)來看，對于相關(guān)車型在性能上的提升是顯而易見的。

在上汽剛剛舉行的一場發(fā)布會上，上汽直接官宣了其和清陶能源共同研發(fā)固液混合電芯，計劃將在2024年下半年在上汽旗下的智己車型上實現(xiàn)量產(chǎn)。而和現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池相比，這款固液混合電芯在充電時間、續(xù)航以及安全性方面都將有顯著的提升。

在充電時間上，這款固液混合電芯能夠?qū)崿F(xiàn)2C的超充倍率，從最低的SCO到80%SOC的充電時間僅需24分鐘。雖然無法實現(xiàn)所謂的充電5分鐘續(xù)航200公里，但是其對于充電樁還有電網(wǎng)的要求更低，因此更加適合被商業(yè)化部署。

在能量密度上，這款固液混合電芯的能量密度可以達(dá)到300wh/kg的超高能量密度，相比于目前上汽在使用的液態(tài)電芯提升超過30%。這將使得搭載了這款固液電芯的電動車的續(xù)航里程有望超過1000公里。

在安全性上，固液混合電芯不僅能夠輕松通過最為嚴(yán)苛的單電芯針刺試驗，同時也可以實現(xiàn)整包級別的L0級安全，即單顆電芯熱失控后實現(xiàn)整包永不起火、永不爆炸。這也意味著困擾鋰電池的自燃事件基本可以被杜絕。

豐田的全固態(tài)電池能否商業(yè)化落地？

在全固態(tài)電池上，豐田是目前在全球較為激進(jìn)的車企。其計劃最遲在2027年，將向市場上投放一款搭載固態(tài)電池的電動汽車。而豐田更是提前劇透了相關(guān)的性能指標(biāo)：充電不到10分鐘，續(xù)航超過1200公里。

其實早在2021年，豐田就宣布，到2030年將投入1.5萬億日元（約合人民幣881.2億元）用于開發(fā)動力電池并打造相關(guān)的電池供應(yīng)鏈。

作為全球擁有固態(tài)電池專利數(shù)量最多的企業(yè)，豐田相關(guān)投資中必然會有相當(dāng)數(shù)量投向固態(tài)電池。無論是從成本還是從產(chǎn)品質(zhì)量方面，為固態(tài)電池的商業(yè)化部署來掃清最終的障礙。

不過對于豐田的固態(tài)電池能否在2027年順利實現(xiàn)量產(chǎn)，國內(nèi)專家持有不一樣的觀點。在不久前舉辦的2023年中國汽車論壇上，全球電池龍頭企業(yè)寧德時代的首席科學(xué)家吳凱直言，其對豐田能夠在2027年量產(chǎn)全固態(tài)電池?zé)o法進(jìn)行預(yù)測，但是以他自己的理解來看，現(xiàn)在量產(chǎn)固態(tài)電池還是存在比較大的懷疑。尤其是如何達(dá)成豐田所說的成本減半，有待豐田披露更多的細(xì)節(jié)。

對于寧德時代的說法還是有一定依據(jù)的。畢竟無論是從資源，還是從經(jīng)驗來看，寧德時代都不會放緩對于固態(tài)電池的研究。如果手握大把資金的寧德時代都沒有辦法推動固態(tài)電池商業(yè)化量產(chǎn)，那寧德時代會面臨的問題，豐田大概率也會碰到。

目前尚不能否認(rèn)豐田或者日本學(xué)界會有什么奇思妙想，來推動固態(tài)電池技術(shù)更快的發(fā)展。但是在大家彼此等量投入的情況下，豐田要想實現(xiàn)對國內(nèi)企業(yè)實際上的領(lǐng)先優(yōu)勢也不是那么容易。