最近，新能源車圈又掀起了新的熱議，而這個話題隨著近期蔚來 ET7 的交付而變得更火了，它就是：固態(tài)電池。

憑借固態(tài)電池這個彎道超車點，國產(chǎn)新能源車能不能吊打特斯拉？這個吹得神乎其神的新技術(shù)，又到底實不實用？

為什么需要固態(tài)電池？

在弄清楚固態(tài)電池之前，我們先得弄明白，電動車為什么需要固態(tài)電池，現(xiàn)在的電池不好用嗎？沒錯，歸根結(jié)底，就是當前常見的液態(tài)電池，已經(jīng)到了發(fā)展瓶頸。

電池的發(fā)展已經(jīng)有快兩百年的歷史，如今最常見的是鋰離子電池。高工作電壓、快速充放電特性、長循環(huán)壽命、無記憶效應等眾多優(yōu)點，是它被普遍用于數(shù)碼產(chǎn)品及電動汽車的原因。

雖然它性能優(yōu)秀，但同樣存在著難以跨越障礙：電池結(jié)構(gòu)特性局限了電池性能，也是電池衰老和存在安全隱患的根本原因。

一般而言，電池由四大核心部件組成：正極、負極、電解質(zhì)以及隔膜。

電池發(fā)電的原理，就是是兩個電極材料在電解液中相互交換離子，但這個結(jié)構(gòu)也會使得其反應界面一直存在，也就是電池處于一直在工作的狀態(tài)，容易衰老并且也存在安全隱患。

正負極作為電池氧化反應的核心，其重要性不用果子多說。根據(jù)正負極材料的不同，在新能源車上，目前主要采用磷酸鐵鋰和三元鋰電兩種鋰電池。

磷酸鐵鋰電池由于沒有鈷等貴金屬材料，價格相對低廉。它有耐高溫、安全性能好的優(yōu)點，但也有能量密度低、低溫環(huán)境下放電性能弱的缺點。

至于三元鋰電池，它采用鎳鈷錳作為正極，石墨作為負極。它的優(yōu)點是能量密度大，電壓更高，也就是說相同質(zhì)量的電池組容量更大，性能更好。

但缺點是，200 度就容易起火，所以安全性能不如磷酸鐵鋰電池。

整體來看，三元鋰電池有著更好的綜合性能，但隨著技術(shù)和工藝的迭代，目前三元鋰電的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有重大突破。

所以，一種能量密度高，安全性能好，循環(huán)性能高以及低溫放電性能好的電池，對新能源車的發(fā)展就尤為重要。固態(tài)電池，正是有望解決這些問題的救星。

固態(tài)電池有什么好處？

新能源車怎樣才能取代燃油車？目前在動力電池領(lǐng)域有一個公認的答案：電池系統(tǒng)能量密度起碼翻一倍，也就是從普遍的 160Wh／kg 到 400Wh／kg。

要想解決電池的能量密度問題，就一定要進行動力電池的革新。

所以，消滅里程焦慮，固態(tài)電池的性能特征就是動力電池發(fā)展的目標，也是鋰電池未來的發(fā)展新方向。

固態(tài)電池看著像是和液態(tài)電池完全相反的物種，但實際上只是一種在工藝和技術(shù)上，對現(xiàn)有鋰電池進行改進的電池。

它和液態(tài)電池最主要的區(qū)別，就是把液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，同時取消了隔膜。

為啥要用固態(tài)電解質(zhì)？因為鋰電池本身存在鋰枝晶問題：鋰電池在充電過程中，鋰離子會在負極表面通過還原反應形成樹脂狀的鋰原子晶體。

若是鋰晶體刺穿隔膜來到正極，就會造成內(nèi)部短路，引發(fā)起火。

所以，當新能源車不幸遭受車禍時，液態(tài)鋰電池一旦受到擠壓、沖擊，就會導致隔膜破裂，造成正負極短路，同時鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，加上液態(tài)電解質(zhì)里易燃的有機溶劑，就會造成電池起火甚至爆炸。

固態(tài)電池的使命之一，正是要解決這種不穩(wěn)定性，提升安全空間。

把電解質(zhì)的材料從液態(tài)替換為固態(tài)后，由于鋰枝晶在固態(tài)電解質(zhì)中生長緩慢且難刺透，可燃性差，所以固態(tài)電池的熱穩(wěn)定性更強。解決了安全問題，固態(tài)電池就可以采用更高性能的正負極材料，使得能量密度突破 300Wh / kg。

理想很豐滿，新能源車用固態(tài)電池，能在同等體積電池包的情況下，擁有更長的續(xù)航里程，更安全的運作環(huán)境，更長的電池壽命，同時也能提升新能源二手車的保值率。

可以說，這些都直擊新能源車企和用戶的痛點。

現(xiàn)實嘛……通常很骨感。既然固態(tài)電池那么好，那大伙兒都用上了嗎？

何時用上固態(tài)電池？

對固態(tài)電池應用最積極的，是國內(nèi)的車企。

早在 2021 年初，蔚來就聲稱將在 2022 年發(fā)布的 ET7 上搭載全新研發(fā)的固態(tài)電池。但等到股票大漲后，蔚來又改口說，在 NIO Day 上介紹的固態(tài)電池，其實是半固態(tài)電池。

今年一月，東風方面宣稱，首批 50 輛東風風神 E70 固態(tài)電池車在江西新余完成交付，這批固態(tài)電池由東風與贛鋒鋰業(yè)合作開發(fā)。

在投資者的質(zhì)問之下，贛鋒鋰業(yè)最終承認：東風 E70 裝車的電池是半固態(tài)電池。

這是因為，E70 固態(tài)電池公布的能量密度是 235—280Wh / kg，離國際上公布的低值標準 400Wh / kg 還有相當大的差距。它最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)，電解質(zhì)，也并非全固態(tài)，只能算固液混合鋰離子電池。

半固態(tài)電池只是一種過渡方案，它的固態(tài)電解質(zhì)僅僅涂抹在電極或隔膜的表面，但電池依然依賴于液態(tài)電解質(zhì)來進行鋰離子交換。

也就是說，半固態(tài)電池同樣存在由液態(tài)電解質(zhì)所引起的漏液、熱失控等安全風險。

如果說蔚來和東風都只是虛晃一槍，那真·固態(tài)電池啥時候能用上？

大眾、福特、寶馬等車企，包括寧德時代在內(nèi)的電池企業(yè)都一致認為，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化要到 2025 年才會開啟，甚至到 2030 年前，液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池都依然是主流。

就連手握大量固態(tài)電池專利的豐田，也在不斷推遲固態(tài)電池量產(chǎn)時間表，最新的消息已是 2028 年。

豐田計劃在 2025 年前全固態(tài)電池實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，并首先搭載在混動車型上；在 2030 年前實現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)。

大眾多次投資固態(tài)電池開發(fā)商 QuantumScape，并計劃在 2024 年至 2025 年間開始批量生產(chǎn)固態(tài)電池。

寶馬和福特曾聯(lián)手投資美國固態(tài)電池商 Solid Power。寶馬計劃在 2025 年前推出應用固態(tài)電池的原型車，并于 2030 年前應用于量產(chǎn)車。

奔馳和 Stellantis 則投資了美國固態(tài)電池制造商 Factorial Energy。此外，奔馳還與中國臺灣固態(tài)電池企業(yè)輝能科技合作，計劃 2028 年實現(xiàn)固態(tài)電池批量生產(chǎn)。

固態(tài)電池研發(fā)周期之長，主要還是受限于固態(tài)電池的電解質(zhì)特性、工藝的難度，以及其高昂的制造成本。

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