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固態(tài)電池,永遠(yuǎn)的五年?

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文 |清波

編輯 | 嚴(yán)大方

視覺(jué)設(shè)計(jì):星船知造

正文共計(jì):7065字

預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間:7分鐘

2015,美國(guó),密歇根州安娜堡。固態(tài)電池企業(yè)Sakti3迎來(lái)了一位英國(guó)豪客——

英國(guó)家電品牌戴森的創(chuàng)始人詹姆斯·戴森。他決定全資收購(gòu)Sakti3。

很多人看不懂:一個(gè)賣(mài)吹風(fēng)機(jī)和吸塵器的,買(mǎi)電池公司做什么?

對(duì)此,戴森爵士輸出過(guò)一些洞見(jiàn),時(shí)至今日,除了最后一條,全被證明頗有先見(jiàn)之明

●電車(chē)是未來(lái)。特斯拉已率先轉(zhuǎn)身,傳統(tǒng)巨頭卻還在裝睡。

●電池技術(shù)已經(jīng)遇到瓶頸。續(xù)航是大問(wèn)題。

●想做好汽車(chē),先搞定電池。

●電動(dòng)汽車(chē)將成為戴森最大收入來(lái)源。其他的吹風(fēng)機(jī)、吸塵器等等產(chǎn)品,相比之下,都將黯然失色。

之后四年里,戴森砸了至少5億英鎊在電動(dòng)車(chē)項(xiàng)目上。

包括超過(guò)9000萬(wàn)美元收購(gòu)Sakti3、約2億英鎊打造研發(fā)中心、重金搭建汽車(chē)工程師團(tuán)隊(duì)……2019年,戴森的造車(chē)項(xiàng)目在巨虧后被叫停。(“賣(mài)吹風(fēng)機(jī)的也敢造車(chē)”的故事要到2025年由中國(guó)家電企業(yè)追覓再續(xù)上)

但某種程度上,戴森的固態(tài)電池項(xiàng)目活了下來(lái)。不過(guò),要看怎么定義“活”。

一方面,相比死透了的造車(chē),其電池研發(fā)始終沒(méi)有叫停,比如Sakti3被整合進(jìn)了戴森的內(nèi)部研發(fā)體系。

但另一方面,戴森似乎不再死磕“固態(tài)(Solid State)”,近幾年也鮮有關(guān)于電池實(shí)質(zhì)進(jìn)展的官方公告。

戴森收購(gòu)Sakti3的五年后,2020年,豐田曾反復(fù)拍胸脯保證的“量產(chǎn)固態(tài)電池”跳票了。之后,該目標(biāo)又被豐田推遲至2025年。后又被推遲至“2027-2028年”。

這一連續(xù)跳票行為,讓固態(tài)電池本就脆弱的信用記錄又添一筆逾期——“固態(tài)電池距離量產(chǎn)永遠(yuǎn)只有五年。

所以,到了2026年“甜甜圈疑云”上演時(shí),大家已經(jīng)淡定了很多——芬蘭公司Donut Lab(“甜甜圈實(shí)驗(yàn)室”)在2026年年初CES展上發(fā)布了全球首款“可量產(chǎn)的全固態(tài)電池”。號(hào)稱其電池能量密度能達(dá)到400Wh/kg、循環(huán)壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)次。

Donut Lab迅速遭到群嘲:歐洲電車(chē)產(chǎn)業(yè)破敗不堪,北伏(Northvolt)破產(chǎn)、斯特蘭蒂斯(Stellantis)業(yè)績(jī)爆雷,憑什么你一個(gè)成立一年多的北歐小公司就能搞定中日韓鋰電巨頭都沒(méi)搞定的事兒?


source:unsplash

《星船知造》看來(lái),戴森砸錢(qián)、豐田跳票、甜甜圈疑似碰瓷——其實(shí)都指向了一件事:

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)會(huì)繼續(xù)充滿戲劇感和未來(lái)感。

它一定是有搞頭的。它足夠好,不然人們不會(huì)如此前赴后繼。

但固態(tài)電池的成本困境和材料學(xué)的艱難突破也被推至臺(tái)前。難在良率、難在商用量產(chǎn)……需要同時(shí)在數(shù)個(gè)產(chǎn)業(yè)賽道沖刺。

2025年12月,固態(tài)電池首個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——《電動(dòng)汽車(chē)用固態(tài)電池 第1部分:術(shù)語(yǔ)和分類(lèi)》公開(kāi)征求意見(jiàn)(以下簡(jiǎn)稱“征求意見(jiàn)稿”)出爐。

目前該征求意見(jiàn)稿按電池單體內(nèi)部離子傳遞方式分為液態(tài)、混合固液固態(tài)電池——也就是說(shuō),我國(guó)將不再有“半固態(tài)電池”的說(shuō)法。

中國(guó)鋰電池生產(chǎn)規(guī)模全球領(lǐng)先,產(chǎn)業(yè)鏈布局完整?,F(xiàn)在我們又制定了全球首個(gè)固態(tài)電池國(guó)標(biāo)——固態(tài)電池的商業(yè)化落地和產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在加速。

固態(tài)電池的十五年——目前為止,沒(méi)有人離場(chǎng),也尚未有人到站。



優(yōu)勢(shì)和關(guān)卡

固態(tài)電池好在兩點(diǎn)。

一是相比傳統(tǒng)的液態(tài)電池,固態(tài)電池能量密度更高、更安全、循環(huán)壽命長(zhǎng)。

二是從液態(tài)到固態(tài),也意味著從材料到設(shè)備——整個(gè)生產(chǎn)流程、供應(yīng)鏈都要變。有望帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的變革和新機(jī)遇。


source:pixabay

傳統(tǒng)鋰電池由正極、負(fù)極、液態(tài)電解質(zhì)和隔膜組成。

固態(tài)電池則采用固態(tài)電解質(zhì)替代了液態(tài)電解質(zhì)和隔膜:鋰離子在固體電解質(zhì)中遷移,實(shí)現(xiàn)電荷的存儲(chǔ)和釋放。電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊。見(jiàn)下圖



固態(tài)電池并非新技術(shù),屬于起了大早,趕了晚集——車(chē)規(guī)級(jí)應(yīng)用直到近年才突破

●1831年,Michael Faraday 發(fā)現(xiàn)了固體電解質(zhì)硫化銀和氟化鉛,為固態(tài)離子學(xué)奠定了基礎(chǔ);

●1969 年,全固態(tài)薄膜電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,并成功用于心臟起搏器;

●1983 年,日本東芝公司宣布開(kāi)發(fā)了可實(shí)用的二次薄膜電池;

●1992 年,美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出無(wú)機(jī)固態(tài)薄膜電解質(zhì)LiPON;

●2019 年,固態(tài)電池專利增長(zhǎng)率為 45%;

●2023 年,具有潛力的固態(tài)電解質(zhì)材料包含聚合物、硫化物和氧化物。

●2024 年,重慶太藍(lán)新能源公司成功研發(fā)并制造出全球首款符合車(chē)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的全固態(tài)鋰金屬電池。

●2024 年 10 月,北京純鋰新能源科技公司投資建設(shè)的中國(guó)首條全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)線正式投產(chǎn)。

目前行業(yè)共識(shí)是,2027年是關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn):

比亞迪預(yù)計(jì)2027年左右啟動(dòng)全固態(tài)電池批量示范裝車(chē)應(yīng)用;

寧德時(shí)代目標(biāo)2027年全固態(tài)電池小批量生產(chǎn)。

相較于傳統(tǒng)的液態(tài)電池,固態(tài)電池優(yōu)勢(shì)有四:

一是安全性提升。

傳統(tǒng)鋰電池中,流淌著易燃的液態(tài)電解質(zhì)。一旦遭遇碰撞、過(guò)熱或短路,就可能泄漏、升溫、起火。

固態(tài)電池做的第一件事,就是把易燃的“液體”抽走,換上一塊固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、無(wú)腐蝕、無(wú)揮發(fā)等特性,從源頭減少風(fēng)險(xiǎn)。

固態(tài)電解質(zhì)還能夠抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。而在傳統(tǒng)液態(tài)電池中,鋰枝晶在充放電過(guò)程中可能會(huì)逐漸生長(zhǎng)并刺穿隔膜,引發(fā)短路。

二是能量密度提高。

液態(tài)鋰電池,能量密度在200-300Wh/kg之間。固態(tài)電池的理論上限,是400-600Wh/kg——這意味著,在相同體積下,續(xù)航可以翻倍。

為什么能翻倍?三個(gè)原因

1,內(nèi)部結(jié)構(gòu)更緊湊。在相同體積或重量下,可以容納更多的活性物質(zhì),從而提高了能量密度。

2,可適配更高比容量的正負(fù)極材料。如硅基、鋰金屬負(fù)極等。以硅基負(fù)極為例,其理論容量高達(dá)3580mAh/g,遠(yuǎn)高于石墨負(fù)極的 372mAh/g。這些高比容量材料的應(yīng)用,為提升電池能量密度提供了有力支持。

3,固態(tài)電池電芯內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)先串聯(lián)后封裝,減少了封裝材料的使用,進(jìn)一步提高了電池能量密度。

目前產(chǎn)業(yè)界對(duì)全固態(tài)電池的目標(biāo)都在500Wh/kg以上。續(xù)航焦慮也就不存在了。

第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是循環(huán)壽命長(zhǎng)。

液態(tài)電池用久了會(huì)衰老。一般1000-2000次充放電后,容量就開(kāi)始明顯下滑。

原因有二:液態(tài)電解質(zhì)的分解問(wèn)題、電極材料的結(jié)構(gòu)退化。

固態(tài)電池避開(kāi)了這兩個(gè)坑。固態(tài)電解質(zhì)不分解,界面更穩(wěn)定,電極材料的結(jié)構(gòu)也更“扛造”——就像硬邦邦的水泥路面比濕漉漉的土路更能承受車(chē)輪的碾壓。

對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),更長(zhǎng)的循環(huán)壽命意味著電池更換的頻率降低,從而降低了使用成本。

對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)等其他應(yīng)用領(lǐng)域,長(zhǎng)循環(huán)壽命的固態(tài)電池也能夠減少設(shè)備的維護(hù)和更換成本,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

最后是工作溫度范圍廣。

液態(tài)電池更“嬌氣”。

工作溫度范圍相對(duì)較窄,一般在- 20℃ - 60℃之間。

固態(tài)電池由于電解質(zhì)是固體,沒(méi)有揮發(fā)的顧慮,也不會(huì)因高溫而分解。在吐魯番的烈日下,它表現(xiàn)卓越;在漠河的寒夜里,它性能依舊。

比如武漢未來(lái)院郭新團(tuán)隊(duì)的固態(tài)電池,已經(jīng)能做到-40℃到120℃正常工作——這意味著它可以在北極圈和沙漠腹地都照常工作。

這個(gè)能力,打開(kāi)的是那些液態(tài)電池根本進(jìn)不去的場(chǎng)景

●極地科考

●航空航天

●井下勘探。

基于上述明顯優(yōu)勢(shì),我國(guó)電車(chē)龍頭企業(yè)都在積極布局固態(tài)電池,《星船知造》大致統(tǒng)計(jì)如下點(diǎn)擊下圖可放大。



不過(guò),固態(tài)電池固然性感,還無(wú)法大面積商用。

成本是第一道坎。

固態(tài)電池采用全新的生產(chǎn)工藝,需要特殊的生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前固態(tài)電池的制造成本是傳統(tǒng)鋰電池的3-5倍。即便實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),短期內(nèi)也難以降低到可接受的價(jià)格區(qū)間。

同時(shí)對(duì)充電設(shè)施的要求更高。以目前宣傳的5分鐘充滿1000公里續(xù)航為例,需要的充電功率高達(dá)1200千瓦。即便采用800伏高壓系統(tǒng),充電電流也需要1000安以上。這種電流強(qiáng)度,普通家用線路根本無(wú)法承受,甚至可能電網(wǎng)造成沖擊?,F(xiàn)有充電樁更是難以滿足如此高功率的需求。

其次是界面阻抗大、離子導(dǎo)電性差。

現(xiàn)在的液體鋰電池的液體電解質(zhì)和電極之間是液-固接觸——液體能自動(dòng)浸潤(rùn)、貼合。

而固態(tài)電池的固體電解質(zhì)和電極之間是固-固接觸——可以想象兩塊堅(jiān)硬的物質(zhì)貼在一起,再緊也有縫隙。就會(huì)出現(xiàn)界面阻抗大的問(wèn)題,從而引發(fā)導(dǎo)電性不佳,導(dǎo)致電池充放電效率和循環(huán)壽命降低。

這和固體電解質(zhì)不活躍的特性息息相關(guān),這一難題需要通過(guò)材料改性,比如添加界面緩沖層等。

固體電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性也需要優(yōu)化,尤其是溫室性能很不穩(wěn)定,液體電解質(zhì)雖然可能會(huì)漏液和短路,但它的溫室性能相對(duì)穩(wěn)定。

三是制造工藝尚未標(biāo)準(zhǔn)化。

任何一個(gè)行業(yè),在發(fā)展之初往往都是雜亂無(wú)章的,只有經(jīng)過(guò)優(yōu)勝劣汰之后,才會(huì)慢慢形成標(biāo)準(zhǔn)化。

固態(tài)電池作為一個(gè)新事物,目前各大品牌之間并不兼容。反觀現(xiàn)在的液體鋰電池,最大的兩個(gè)生產(chǎn)廠商是寧德時(shí)代和比亞迪(弗迪),已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)鏈和標(biāo)準(zhǔn)化,而固態(tài)電池還有很長(zhǎng)的路要走。

四是散熱、環(huán)保、安全(如硫化物毒性)等問(wèn)題沒(méi)徹底解決

1,電池衰減機(jī)制還需驗(yàn)證。

動(dòng)力電池是會(huì)衰減的,固態(tài)電池也不例外,雖然在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段顯示:循環(huán)充電6000次后,電池容量仍然可以保持在80%,但是在實(shí)際應(yīng)用中的電池衰減度還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

2,散熱問(wèn)題。

高功率快充會(huì)產(chǎn)生大量熱量,固態(tài)電池的散熱難度比傳統(tǒng)鋰電池更大。按照業(yè)內(nèi)新能源汽車(chē)工程師的說(shuō)法,還沒(méi)有找到既經(jīng)濟(jì)又高效的散熱解決方案。

3,環(huán)保。

傳統(tǒng)鋰電池的回收體系經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟,但固態(tài)電池采用了全新的材料體系,現(xiàn)有回收技術(shù)可能難以適用。等等。

綜上,固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn),都是真的。但成本下不來(lái)、工藝搞不定,也是真的。

短期內(nèi),固態(tài)電池想要量產(chǎn)并全面取代液態(tài)電池,并不現(xiàn)實(shí)。



產(chǎn)業(yè)路線

液態(tài)鋰電池仍然是目前及未來(lái)幾年的絕對(duì)主流。根據(jù)EVTANK數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2030年出貨量高達(dá)5000GW。點(diǎn)擊下圖可放大



上圖中2025E~2030E的數(shù)據(jù)為預(yù)測(cè)值,其中2026-2029年增速維持在20-25%區(qū)間,5年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)約為22%。

但固態(tài)電池一旦能規(guī)模化落地,也意味著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的重構(gòu)。

比如現(xiàn)在的液態(tài)電池生產(chǎn)線不完全適用了,下游的應(yīng)用場(chǎng)景也會(huì)擴(kuò)展,因?yàn)楣虘B(tài)電池更安全,能在航空航天等領(lǐng)域有更多應(yīng)用。

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈點(diǎn)擊下圖,可放大

固態(tài)電池上游包括礦產(chǎn)、基礎(chǔ)材料、產(chǎn)線設(shè)備。中游為電芯封裝和制造。下游為新能源汽車(chē)、消費(fèi)電子、eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器)、航空裝備、機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域。



目前全球涉及到固態(tài)電池研究的主流路線有三條——它們像三條并行的隧道,各自向山腹掘進(jìn),誰(shuí)先見(jiàn)到光,尚未可知。

《星船知造》看來(lái),就如當(dāng)年的液晶與等離子之爭(zhēng),各有擁躉,各有利弊,勝負(fù)未分。

氧化物路線:

2024年,我國(guó)聚合物和氧化物電解質(zhì)出貨量占比超過(guò)98%。從這一角度看,可認(rèn)為這一路線是中國(guó)企業(yè)的主攻方向。

它的核心優(yōu)勢(shì)是機(jī)械穩(wěn)定性好——像一塊燒成的陶瓷,堅(jiān)硬、致密、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

但代價(jià)是工藝極其復(fù)雜。還是如同燒陶瓷一般,絕不是簡(jiǎn)單燒一燒就完工了,需要精準(zhǔn)控制溫度,還得保證成品不裂不碎。

這是一條“慢工出細(xì)活”的路線。

硫化物路線:

日韓廠商偏愛(ài)這一路線,優(yōu)勢(shì)是電導(dǎo)率高、性能優(yōu)異,但技術(shù)難度大,還存在硫化物泄漏有毒氣體的風(fēng)險(xiǎn)。

打個(gè)比方,固態(tài)電池如果破損不能用了,可能會(huì)有硫化物泄露出來(lái),顯然這會(huì)讓用戶膽戰(zhàn)心驚。

聚合物路線:

歐美部分企業(yè)(尤其是那些說(shuō)能短期量產(chǎn)的)采用的是這一方案,兼容目前的制造工藝,成本較低。

但問(wèn)題是:潛力有限。聚合物的穩(wěn)定性一般,長(zhǎng)期循環(huán)后的性能衰減比另外兩條路線明顯。

如果說(shuō)硫化物是“長(zhǎng)跑冠軍”的種子選手,氧化物是“穩(wěn)扎穩(wěn)打”的實(shí)力派,那聚合物更像一個(gè)短跑選手:起跑快,但跑不遠(yuǎn)。

簡(jiǎn)言之,在當(dāng)前的技術(shù)條件下,以上的這三條路線并沒(méi)有哪一條占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì),各據(jù)所長(zhǎng)。

此前,也由于各大廠家對(duì)固態(tài)電池也沒(méi)有形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),就在客觀上造成了某些企業(yè)的“偽全固態(tài)”電池可以魚(yú)龍混雜,混淆視聽(tīng)。

2025年5月,分水嶺出現(xiàn)了。

中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)正式發(fā)布《全固態(tài)電池判定方法》(T/CSAE 434-2025),該標(biāo)準(zhǔn)首次明確了“全固態(tài)電池”定義,要求離子傳遞完全通過(guò)固體電解質(zhì)實(shí)現(xiàn),與混合固液電解質(zhì)電池形成嚴(yán)格技術(shù)分界。

三種路線中,根據(jù)EVTank的預(yù)測(cè),到2030年,硫化物電解質(zhì)的出貨量占比將達(dá)到29.5%,而在全固態(tài)電池領(lǐng)域,它的市場(chǎng)份額會(huì)進(jìn)一步攀升至65%。

但誰(shuí)能笑到最后,沒(méi)人能打包票。只是標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)立下,賽道已經(jīng)畫(huà)好。



在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)跑中,決定勝負(fù)的還有正負(fù)級(jí)材料。

目前業(yè)內(nèi)較多認(rèn)為,富鋰錳基是下一代固態(tài)電池的理想正極。只是目前仍受限于電壓衰減等問(wèn)題,處在研發(fā)攻關(guān)階段。

負(fù)極則集中于硅基負(fù)極。Evtank數(shù)據(jù)顯示

2024年全球硅基負(fù)極出貨量4萬(wàn)噸、

預(yù)計(jì)2025年超過(guò)7萬(wàn)噸、

2030年達(dá)到60萬(wàn)噸。

總之,固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化,首先將是新材料的產(chǎn)業(yè)化。



巨頭的選擇

那么,在目前固態(tài)電池的技術(shù)路線尚無(wú)定論的情況下,它一定會(huì)是新能源車(chē)用電池的終極解決方案嗎?

從當(dāng)前各大車(chē)企和電池巨頭釋放的信號(hào)來(lái)看,固態(tài)電池最有可能替代液態(tài)電池——在現(xiàn)有的技術(shù)圖譜上,它是離完美電池最近的那張。

寧德時(shí)代、比亞迪、豐田這三家大廠在固態(tài)電池領(lǐng)域內(nèi)的行動(dòng),正印證著這個(gè)逐步替代的過(guò)程。

《星船知造》之所以選擇上述三家大廠,是因?yàn)檫@三家恰好代表了固態(tài)電池競(jìng)賽中三張不同的底牌

寧德時(shí)代,全球動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池毋庸置疑的雙料冠軍。2025年其全球動(dòng)力電池市占率接近40%(每賣(mài)出10輛電動(dòng)車(chē),近4輛用了寧德時(shí)代的電池)。

某種意義上,寧德時(shí)代可以等,可以觀察,可以在技術(shù)路線更為明朗后再全力押注——因?yàn)樗幸簯B(tài)電池這條超級(jí)護(hù)城河,足夠?qū)挘銐蛏睢?/p>

比亞迪,垂直整合的巨頭。比亞迪的特點(diǎn)是“自產(chǎn)自用+外供”,也是全球第二大鋰電池制造商,刀片電池(磷酸鐵鋰)的技術(shù)標(biāo)桿。

在“電池+整車(chē)”的閉環(huán)賽道上,無(wú)出其右者。這意味著,它的固態(tài)電池只要做到“能用”,就可以自己裝車(chē)驗(yàn)證——這種“研產(chǎn)銷(xiāo)一體”的速度,是其他玩家羨慕不來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

至于豐田,是的,它在量產(chǎn)時(shí)間表上反復(fù)跳票。

但跳票不代表掉隊(duì)。

截至2026年初,豐田依然是全球手握固態(tài)電池專利最多的車(chē)企(豐田走的是硫化物路線)。更重要的是,它仍然是全球銷(xiāo)量第一的汽車(chē)制造商——這意味著,無(wú)論誰(shuí)最終卷贏固態(tài)電池,豐田都是繞不開(kāi)的合作方和應(yīng)用方。

它仍然是最有資格定價(jià)的企業(yè)之一。



從三家動(dòng)作看,2027年是固態(tài)電池賽道上一個(gè)越來(lái)越清晰的時(shí)間錨點(diǎn)。

據(jù)寧德時(shí)代發(fā)布的信息,其固態(tài)電池有望在2027年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。不過(guò),要大批量生產(chǎn),可能等到2028年。這或許并非純粹是技術(shù)上的原因,寧德時(shí)代在固態(tài)電池上有著足夠的技術(shù)投入和儲(chǔ)備,相信真正的理由,可能是市場(chǎng)和成本方面的。

寧德時(shí)代、清陶能源等多家企業(yè)都將2027年定為全固態(tài)電池小批量生產(chǎn)或整車(chē)交付的時(shí)間窗口;

國(guó)軒高科與億緯鋰能分別規(guī)劃了2030年與2028年的遠(yuǎn)期量產(chǎn)節(jié)點(diǎn);

其實(shí),從技術(shù)角度看,寧德時(shí)代固態(tài)電池的性能已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)

能量密度——寧德時(shí)代固態(tài)電池的能量密度為450wh/kg,幾乎是三元鋰電池的兩倍。

以小米SU7所搭載的寧德時(shí)代的三元鋰(麒麟)電池為例,它的CLTC純電續(xù)航里程為800km,如果換成同體積的固態(tài)電池,它的CLTC純電續(xù)航里程就近乎1600km了。

低溫衰減問(wèn)題——在-30℃的低溫氣候下,續(xù)航只掉20%,而傳統(tǒng)電池要掉40%。如果它的純電續(xù)航里程是1600km的話,在極度嚴(yán)寒地區(qū),純電續(xù)航里程就變成1280km。

同時(shí)寧德時(shí)代固態(tài)電池的充電效率更高,快充10分鐘能跑2000km。當(dāng)然,并不是說(shuō)實(shí)際情況下它的純電續(xù)航里程就是2000km,但數(shù)值已經(jīng)比較接近了。

性能這么能打,為什么不急著沖?

眾所周知,有別于其他企業(yè),作為全球動(dòng)力電池霸主,寧德時(shí)代在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池方面的投入都相當(dāng)巨大,如果市場(chǎng)短時(shí)間內(nèi)全面切換到固態(tài)電池,可能會(huì)對(duì)寧德時(shí)代現(xiàn)有的電池格局形成巨大的沖擊。

而短時(shí)間內(nèi),固態(tài)電池的成本達(dá)不到消費(fèi)者的預(yù)期,明顯高于市場(chǎng)能接受的價(jià)格(相較于現(xiàn)在的車(chē)價(jià),除非政府屆時(shí)會(huì)推出足夠的補(bǔ)貼),或許也是寧德時(shí)代沒(méi)有急于推出的原因。



比亞迪的打法,和寧德時(shí)代又不一樣。

其首款全固態(tài)電池已經(jīng)在2025年裝車(chē)海豹EV。其中有兩組數(shù)據(jù)值得重視:

一是固態(tài)電池的能量密度為400Wh/kg,雖然比寧德時(shí)代的450Wh/kg略低,但仍然超過(guò)當(dāng)下主流液態(tài)電池。

二是12分鐘能夠補(bǔ)能1500公里。

更關(guān)鍵的是價(jià)格。

比亞迪官方給出的目標(biāo)是:2030年實(shí)現(xiàn)“液固同價(jià)”。這意味著未來(lái)消費(fèi)者不用為“下一代電池技術(shù)”支付溢價(jià)。比亞迪靠的,就是它的獨(dú)門(mén)武器——垂直整合。

電池自己造,車(chē)自己賣(mài),研發(fā)、驗(yàn)證、裝車(chē)、迭代全部在同一個(gè)閉環(huán)里完成。

至于豐田,又是另一個(gè)版本。

《星船知造》綜合海外媒體報(bào)道,如無(wú)意外,豐田的固態(tài)電池將在2026年投產(chǎn)。2027或2028年產(chǎn)能將逐步增加,2030年之后才開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。

豐田目前手里掌握著多項(xiàng)固態(tài)電池專利,主攻硫化物電解質(zhì)體系;而另一巨頭松下壟斷了氧化物電解質(zhì)薄膜技術(shù)。合計(jì)來(lái)看,日本現(xiàn)下約擁有1.3萬(wàn)項(xiàng)固態(tài)電池的專利 。

但專利多,不代表量產(chǎn)順。硫化物路線的技術(shù)難度本就最高,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求也最苛刻。據(jù)業(yè)內(nèi)人士測(cè)算,搭載豐田固態(tài)電池的整車(chē)售價(jià),預(yù)計(jì)要比中國(guó)自產(chǎn)的新能源車(chē)貴上10到20倍。看起來(lái)離普通消費(fèi)者還有很遠(yuǎn)的距離。

尾聲

固態(tài)電池并非唯一的答案。

它的成功有前提——特別是在三到五年內(nèi),其成本等短板如果沒(méi)能落在一個(gè)市場(chǎng)和政府可以共同接受的合理區(qū)間之中,就或許只是曇花一現(xiàn)的資本盛宴。

首當(dāng)其沖的還是“錢(qián)”的問(wèn)題,至少在現(xiàn)階段如此。之所以各大廠家把量產(chǎn)時(shí)間表定在2027、2028甚至2030——總之都需要等一段時(shí)間才量產(chǎn),就是等著在技術(shù)、材料和供應(yīng)鏈上找到更好、成本也更低的解決方案。

其次是安全和環(huán)保問(wèn)題,就如曾毓群所說(shuō),固態(tài)電池如果在車(chē)禍中破裂,硫化物方案中的泄漏物可能與氧氣發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生有毒氣體。

除此之外,就目前而言,新能源汽車(chē)報(bào)廢后,無(wú)論是現(xiàn)在的液態(tài)電池,還是量產(chǎn)中的固態(tài)電池,都還沒(méi)有徹底解決廢舊電池拆解過(guò)程中不污染環(huán)境的問(wèn)題。

最后是新電池品種的崛起,比如以下兩種

凝聚態(tài)電池:相比固態(tài)電池,它的能量密度更高,未來(lái)有望應(yīng)用在高端電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域。如果說(shuō)固態(tài)電池是電池行業(yè)的未來(lái)希望,那凝聚態(tài)電池就是悄悄成長(zhǎng)起來(lái)的“下一代黑馬”。

鈉離子電池:這一方案在低成本、安全性方面有天然優(yōu)勢(shì),已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化,甚至可能先一步替代部分市場(chǎng)上的鋰電池。特別是在儲(chǔ)能領(lǐng)域,優(yōu)勢(shì)明顯。

回到最初的問(wèn)題,固態(tài)電池會(huì)是液態(tài)電池的終結(jié)者嗎?

答案是:有可能,但不是必然。

固態(tài)電池氣質(zhì)復(fù)雜,既充滿希望,又飽經(jīng)嘲諷。如果從2010年豐田的“固態(tài)電池有望在5年內(nèi)商業(yè)化”算起——實(shí)際上,“我們離固態(tài)電池永遠(yuǎn)只有5年”這句調(diào)侃之言,都已經(jīng)超過(guò)十歲了。


能解決續(xù)航短、衰減快、碰撞自燃這些液態(tài)電池的原罪,這固態(tài)電池的價(jià)值。但要真正取代液態(tài)電池,需要新材料、新設(shè)備、新回收體系的齊頭并進(jìn),以及足夠耐心的政策支持。

目前看,2027年,是一個(gè)值得期待的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。



主要參考資料:

[1]重磅!固態(tài)電池“標(biāo)尺” 來(lái)了,首個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出爐,門(mén)檻大幅提升.證券時(shí)報(bào)

[2]全球積極布局,固態(tài)持續(xù)推進(jìn)——固態(tài)電池系列報(bào)告.甬興證券

[3]工信部倡導(dǎo)突破全固態(tài)電池技術(shù),從材料端來(lái)看固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈變革與未來(lái)走向.華源證券

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