【太平洋汽車 技術(shù)頻道】前幾天，中國計劃投入大量資金用于固態(tài)電池的研發(fā)消息一出，固態(tài)電池頓時又成了關(guān)注的焦點(diǎn)。這讓我不由自主地想起上周剛剛參加的上汽技術(shù)大會，“固態(tài)電池”這個詞像只勤勞的小蜜蜂，一直在我耳邊嗡嗡作響。

       其實從智己L6發(fā)布時宣布搭載“光年固態(tài)電池”開始，固態(tài)電池這個話題就一直沒涼過。很多人爭議說那根本不算固態(tài)電池。因此，我注意到了一個挺有意思的現(xiàn)象，在這次技術(shù)大會上，上汽將“半固態(tài)電池”和“全固態(tài)電池”的概念有意重點(diǎn)區(qū)分了，而“光年固態(tài)電池”顯然屬于“半固態(tài)電池”。

       但事實上，人們對固態(tài)電池的爭議并不只是這一點(diǎn)，很多人認(rèn)為固態(tài)電池對技術(shù)的要求非常高，以現(xiàn)在的技術(shù)水平根本做不出來，即便未來能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，那也是很多年之后的事了。

       簡而言之，似乎在2024年談“固態(tài)電池”這個詞還太早，這讓智己L6的“光年固態(tài)電池”有了很多嘩眾取寵的意味。因此，當(dāng)人們在談?wù)摴虘B(tài)電池這個話題時，我感受到了更多的質(zhì)疑，而不是期待。

       目前很多人對固態(tài)電池的觀點(diǎn)是：技術(shù)難，成本高。這兩個詞似乎成為了一把鉗子，死死地掐著固態(tài)電池發(fā)展的脖子。

       實際情況是怎樣的呢？

       先說“技術(shù)難”。客觀而言，固態(tài)電池在技術(shù)方面確實面臨著很多困難，主要有兩個。第一個是生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備與傳統(tǒng)液態(tài)電池是不同的，第二個是全固態(tài)電池對制造本身的要求非常嚴(yán)苛，不容忍有制造缺陷。

       都是電池，為什么生產(chǎn)液態(tài)電池的現(xiàn)有生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝，不能用來生產(chǎn)固態(tài)電池呢？

       液態(tài)電池中電解質(zhì)的液體含量大概在20%，大量的液體存在，意味著電解質(zhì)是一個松散的狀態(tài)，這類似于多孔的海綿，液體可以充分浸潤在海綿的孔隙中。而全固態(tài)電池的電解質(zhì)中液體含量是0，電解質(zhì)完全呈現(xiàn)為固體狀態(tài)，這就像是一塊堅硬的石頭。海綿與石頭的巨大差異，意味著實際生產(chǎn)中無法用現(xiàn)有的液態(tài)電池生產(chǎn)線去生產(chǎn)固態(tài)電池。

       固態(tài)電池對制造本身的要求非常高，這是因為想要保證固態(tài)電池中鋰離子在致密的固態(tài)電解質(zhì)中進(jìn)行良好的傳導(dǎo)是很困難的，想要做到這一點(diǎn)，對工藝和制造精細(xì)程度要求非常高。

       液態(tài)電池中電解液具有均一性，也就是說它可以充分且均勻浸潤正負(fù)極以及電解質(zhì)，而固態(tài)電解質(zhì)不具備這樣的特點(diǎn)，不利于鋰離子的傳導(dǎo)，這直接導(dǎo)致電池的導(dǎo)電率降低，影響固態(tài)電池性能。此外電極是固態(tài)的，但是其中有很多孔隙，如果是液態(tài)電池，電解液可以與電極充分浸潤，大面積接觸，但是如果電解質(zhì)為全固態(tài)的話，它與電極之間是點(diǎn)對點(diǎn)的剛性接觸，容易造成接觸不良。

       這也能解釋為什么智己L6的“光年固態(tài)電池”能夠生產(chǎn)出來了。這套電池中液體含量雖然有所降低，但依然有10%的液體含量，電解液可以與電極進(jìn)行浸潤，因此對電池制造工藝要求還沒有那么嚴(yán)苛，即便是制造中存在一些缺陷，也不影響電池性能。

       但如果要做到全固態(tài)電池量產(chǎn)，目前的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)線還是不夠的。

       那么固態(tài)電池成本一定會比液態(tài)電池高嗎？

       實際情況可能相反，鋰電池的成本降低，固態(tài)化會是一個非常好的途徑。

       原因并不難理解。液態(tài)電池雖然容易制造，但是它的危險性高。電解液易燃，而電解液與固態(tài)的正負(fù)極進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，穩(wěn)定性要求會非常高，因此它對于電池正負(fù)極材料會非常挑剔。目前鋰電池的正極材料主要是磷酸鐵鋰和三元鋰兩種，而這兩種正極材料的成本，占到了電池成本的40%左右。

       如果電解質(zhì)呈固態(tài)，它可以選擇的正極材料就很多了，不僅可以選擇成本更低的正極材料，同時也可以將正負(fù)極材料的能量密度進(jìn)一步提升，而不用擔(dān)心能量密度過高會造成電解液的易燃。

       這也是為什么說固態(tài)電池能夠擁有更高的能量密度和更高的安全性的主要原因。而這兩個特點(diǎn)都是車載動力電池所需要的特性，在相同體積下，固態(tài)電池能夠讓車輛跑得更遠(yuǎn)，而且電池更安全。純電動車想要在續(xù)航里程上達(dá)到1000km以上，還是需要依靠固態(tài)電池。

       當(dāng)然，新的技術(shù)一開始都是高成本的，然而隨著固態(tài)電池在未來實現(xiàn)量產(chǎn)，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場規(guī)模的增加，固態(tài)電池的成本也會隨之降低。而中國的客觀條件能夠給產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場規(guī)模的提升創(chuàng)造非常有力的環(huán)境。

       相比于現(xiàn)有的液態(tài)電池，成熟量產(chǎn)的固態(tài)電池估計能帶來40%的成本降低。

       5月底，多家權(quán)威媒體報道了一則消息，稱中國或?qū)⑼度爰s60億元用于全固態(tài)電池的研發(fā)。雖然具體金額還沒有確定，但是這則消息傳遞出的信息是毋庸置疑的——固態(tài)電池會是未來發(fā)展的核心技術(shù)之一。

       這等于是從國家層面上給出了對于固態(tài)電池的發(fā)展態(tài)度。

       共有六家企業(yè)或?qū)@得這筆政府基礎(chǔ)研發(fā)支持，分別是寧德時代、比亞迪、一汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)、吉利汽車以及衛(wèi)藍(lán)新能源。

       中國此時給出強(qiáng)大的資金去支持固態(tài)電池的研發(fā)，我覺得是有原因的。因為從全球固態(tài)電池的發(fā)展來看，大家走到了一個關(guān)鍵時期，一個后程發(fā)力準(zhǔn)備沖刺的階段。由于固態(tài)電池在全球都還沒有實現(xiàn)真正量產(chǎn)，所以從這個角度來說，大家仍舊處于一個水平線上，而誰能夠率先實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車，誰就能在固態(tài)電池領(lǐng)域乃至整個新能源汽車領(lǐng)域獲得巨大優(yōu)勢。

       這將會是一個以千億級計算的龐大市場。

       因此，雖然看起來固態(tài)電池還是屬于面向未來的技術(shù)，但實際上沖鋒號已經(jīng)吹響了。

       其實固態(tài)電池的研發(fā)已經(jīng)經(jīng)歷了十多年。上汽集團(tuán)從2015年開始進(jìn)入這一領(lǐng)域，比亞迪在2016年之前也已經(jīng)開始了固態(tài)電池的研發(fā)，而豐田在2014年也已經(jīng)開始了相關(guān)研發(fā)。目前，全球范圍內(nèi)對于固態(tài)電池的發(fā)展都保持著一種積極的態(tài)度，并且采取了不太一樣的發(fā)展策略。

       日韓方面主要是通過現(xiàn)有車企為主導(dǎo)，例如豐田、日產(chǎn)等傳統(tǒng)車企，與現(xiàn)有的電池制造商進(jìn)行合作，豐田與松下的合作就是大家熟悉的。此外，就在前幾天，豐田宣布與日本石化巨頭出光興產(chǎn)達(dá)成合作，雙方主要會在固態(tài)電池電解質(zhì)的量產(chǎn)開發(fā)方面進(jìn)行深度合作。美國則是有著大量的初創(chuàng)公司，例如Solid Power，這家公司也是上汽集團(tuán)在開始進(jìn)入固態(tài)電池領(lǐng)域時早期投資過的公司。歐洲市場則主要采用投資方式，大眾、寶馬、奧迪等車型都在進(jìn)行固態(tài)電池的投資。

       而中國相對來說方法更多樣化一些，既有寧德時代這樣的電池生產(chǎn)商，又有像衛(wèi)藍(lán)新能源和江蘇清陶這樣的初創(chuàng)公司，而更多樣化的合作形式也在逐漸出現(xiàn)，例如上汽集團(tuán)與江蘇清陶成立了合資公司，目的是專門研發(fā)和實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，并且計劃在未來除了為上汽集團(tuán)的車型提供固態(tài)電池外，也會扮演著固態(tài)電池供應(yīng)商的角色。

       從目前各家企業(yè)公布的計劃來看，不難感受到他們之間的激烈競爭趨勢。目前上汽集團(tuán)和廣汽集團(tuán)公布了計劃在2026年實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，廣汽集團(tuán)計劃在2026年在昊鉑品牌上搭載固態(tài)電池，而上汽集團(tuán)計劃在2027年一季度在智己品牌上搭載。寧德時代的計劃是在2027年實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。豐田、日產(chǎn)和本田也都給出了推出搭載全固態(tài)電池車輛的大致時間，分別為2027年、2028年和2020年代后半期。

       日本會是中國在固態(tài)電池領(lǐng)域的強(qiáng)力競爭者。目前在固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域，日本占據(jù)了68%左右的專利，但是顯而易見的是，從市場的角度而言，誰能夠率先實現(xiàn)量產(chǎn)裝車，誰就能贏得先機(jī)。換句話說，中國與日本在這一領(lǐng)域處于并跑的階段，而2027年會是一個重要的時間節(jié)點(diǎn)。

       但是客觀來講，在2030年之前，固態(tài)電池很可能還是會處于一個小規(guī)模生產(chǎn)和裝車的階段，真正實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，可能需要等到2030年之后。

       EVTank在《中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2024年）》中指出，基于對固態(tài)電池技術(shù)路線和降本路徑的研判，EVTank預(yù)計到2030年全球固態(tài)電池的出貨量將達(dá)到614.1GWh，在整體鋰電池中的滲透率預(yù)計在10%左右，其市場規(guī)模將超過2500億元，主要為半固態(tài)電池。國內(nèi)多數(shù)專家也持類似觀點(diǎn)，認(rèn)為固態(tài)電池想要在技術(shù)和工藝生產(chǎn)上實現(xiàn)全面突破，實現(xiàn)成熟商業(yè)化和大規(guī)模量產(chǎn)裝車，要等到2030年之后。

文章總結(jié)：

       毫無疑問，固態(tài)電池的發(fā)展面臨的仍舊是一個長期的過程，需要我們用長期主義的視角去看待它。然而，平靜湖面下暗流涌動，并且相信在近兩年，越來越激烈的競爭將要浮出水面。

       我覺得有兩個時間點(diǎn)是非常重要的，一個是2030年，我們能看出固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的未來，另一個是2027年，很可能決定了誰會占據(jù)這個領(lǐng)域的主動權(quán)。

       在顛覆性的技術(shù)面前，一切似乎都是未知和值得期盼的。但也有已知的，那就是“留給所有競爭者的時間已經(jīng)不多了”……

（圖/文/攝：太平洋汽車 黃克宇）