固態電池裝車，現實還是夢想？快訊
豐田計劃2027年實現全固態電池裝車，固態電池用固態電解質替換傳統液態電解液和隔膜，智己L6裝車的所謂固態電池。
【TechWeb】動力電池作為當下新能源汽車，尤其是純電汽車，一直是影響汽車續航及安全性的重要因素，也是眾多汽車廠商競爭的焦點之一。此前，智己汽車宣布，其上市的智己L6將率先搭載行業首個量產上車的“超快充固態電池”，引領新能源汽車進入“固態電池時代”。此舉一出，立刻在業內引起了激烈的爭論。
何為固態電池？
所謂固態電池，顧名思義，是和液態電池相對應的，一種使用固態電極和固態電解質的電池。目前市面上主要的鋰離子電池內置是含有液態電解質的。傳統液態電池由正極、負極、電解液、隔膜四大部分組成。固態電池用固態電解質替換傳統液態電解液和隔膜。
20 世紀 70 年代Whittingham 首次提出并開始研究鋰離子電池，隨后索尼公司發明了商業化的液態鋰電池。經過一段時間的發展，憑借能量密度高、充電速度快、壽命高、無污染等優勢特點，液態鋰電池逐漸成為了行業主流。
但與此同時，液態電池仍然存在著一些問題制約其未來的發展與應用。
首先就是安全性問題。鋰離子在正負極間脫嵌以實現鋰電池的充放電。但當出現一些
異常情況使得鋰離子無法正常脫嵌時，就可能形成鋰枝晶。鋰枝晶的堆疊，會有刺穿隔膜的風險，形成正負極短路，引發火災。
其次是能量密度極限的問題。目前液態鋰電池的能量密度天花板是 300Wh/kg，受限于技術極限，新能源車續航公里數會在鋰電池技術路徑上達到極致。
固態電池的出現，可以克服鋰電池的缺點，在安全和能量密度方面實現進一步突破。
固態電池與傳統鋰電池相比最大的區別在于利用固態電解質體系代替了目前的隔膜電解液體系，其優點在于安全性高，無自燃、爆炸風險，同時能量密度顯著高于傳統鋰電池。
新材料體系的更新，讓固態電池擁有更高的能量密度，可達到 700Wh/kg 以上。
而按照上述標準衡量，智己L6裝車的所謂固態電池，本質上屬于半固態電池，這點后來智己也予以了確認，至于半固態電池屬不屬于固態電池，就是仁者見仁智者見智了。
固態電池真正上車普及還有距離
固態電池技術的優勢明顯，也讓各國推出相關政策和計劃，明確固態電池主要發展目標。
比如，我國《節能與新能源汽車技術路線圖》指出，到 2025/2030 年，我國動力電池單體能量密度需要分別達到 400Wh/kg 和 500Wh/kg。
日本方面，到 2030 年，實現電池包能量密度 500Wh/kg，成本實現 10000 日元/kWh 以下，循環次數 1000-1500 次。
德國方面，到 2030 年，動力電池能量密度實現 400Wh/kg，成本75 歐元/kWh，循環次數 2000 次。
從半固態電池量產裝車的時間早晚看，智己汽車并非行業內的第一家。早在2023年6月，搭載贛鋒鋰業第一代固態電池的賽力斯SERES5，實現首批交付；2023年12月，搭載衛藍新能源150KWh半固態電池的蔚來ET7進行了續航測試，行駛里程1044公里。
另據研究機構GGII預測，2024年將是固態電池產業發展的一個重要節點，年內有望實現（半）固態電池的大規模裝載應用，預計全年裝機總量將歷史性地突破5GWh大關。假設每臺車使用150 kWh的半固態電池包，那么5GWh也僅夠裝車3萬臺。
其實當我們看了研究機構對于所謂半固態電車裝車的數量就可以看出，要實現真正的全固態電車裝車，確實還有相當的距離，主要原因在于固態電解質電導率比電解液低10倍以上，快充性能不佳，以及制備工藝復雜、成本較高。
對此，寧德時代董事長曾毓群近期公開表示，目前固態電池有三條路線，所謂的氧化物路線、硫化物路線、聚合物路線，大家都在研究。但固態電池的量產非常困難，尤其是在金屬負極方面。
而在今年4月底重慶舉辦的第十六屆國際電池技術交流會中，全球新能源電池龍頭寧德時代首席科學家吳凱更是提出了固態電池發展和普及中包括固界面、鋰金屬負極的應用、針對最有希望的硫化物電解質路線和全固態電池的生產所遇到的挑戰。
這里以全固態電池的生產為例，極片制造工藝不成熟，濕法工藝的核心是粘接劑與溶劑選取，如果溶劑與電解質化學不兼容，可能降低電解質的離子電導率。干法工藝存在膜片分散性、均勻性挑戰。在電芯致密化成型過程中，電芯內部存在孔隙缺陷，致密度低會降低固態電池性能發揮，極片邊緣受壓導致搭接短路等問題也需要解決。
正是基于上述的挑戰，從全球車企和電池大佬的時間表看，豐田計劃2027年實現全固態電池裝車；韓國SKOn正在開發高分子氧化物復合和硫化物兩種固態電池，目標是到2026年生產出原型產品，2028年實現商業化；三星SDI正在開發一種沒有負極的固態電池，預計將于2027年量產。
至于國內，4月底在重慶舉辦的第十六屆國際電池技術交流會中，全球新能源電池龍頭寧德時代首席科學家吳凱在《車用全固態電池研發及產業化進展》演講中表示，全固態電池的成熟度指標，若用1-9數字表示，寧德時代目前的成熟度在4的水平，目標到2027年到7-8的水平。
由此看，全球車企和電池大佬基本都將固態電池裝車的時間鎖定在了2027-2030年之間，也就是說3到6年之后，至于何時大規模裝車成為主流，有業內預計需要10-20年的時間。
寫在最后
所以在我們看來，即便固態電池是趨勢，但從現在到未來的相當時間內，液態電池依然會是主流，充其量是液態與固態電池的并存，這輪文字營銷的策略雖然給二級市場帶來了非常火爆的“漲停”，但我們必須承認，距離真正的固態電池落地依然很遠。
對于業內來說，除了持續開發固態電池外，對于液態電池的創新和挖潛也不容忽視，同時著眼于汽車其他新能源的開發（例如氫等）也不失為一種選擇。（御風）
1.TMT觀察網遵循行業規范，任何轉載的稿件都會明確標注作者和來源；
2.TMT觀察網的原創文章，請轉載時務必注明文章作者和"來源：TMT觀察網"，不尊重原創的行為TMT觀察網或將追究責任；
3.作者投稿可能會經TMT觀察網編輯修改或補充。
