2025/11/4 17:40:05 
電動(dòng)出行
固態(tài)電池因其電解質(zhì)熱穩(wěn)定性高，因而能夠兼顧長(zhǎng)續(xù)航和安全性，長(zhǎng)期以來(lái)被行業(yè)視為動(dòng)力電池的終極形態(tài)?？舌笥诩夹g(shù)、工藝、成本等多重難題，固態(tài)電池始終未能走出實(shí)驗(yàn)室、大規(guī)模上車(chē)。
不過(guò)，近期部分二三線動(dòng)力電池企業(yè)，以及奇瑞這樣的車(chē)企先后公布了固態(tài)電池的研發(fā)動(dòng)態(tài)，令行業(yè)又看到了固態(tài)電池量產(chǎn)的曙光。
10月23日，欣旺達(dá)在新能源電池大會(huì)上發(fā)布固態(tài)電池“欣·碧霄”，并表示這款產(chǎn)品能量密度可達(dá)400wh/kg，與之相對(duì)的是，目前主流磷酸鐵鋰電池能量密度約在200-250 Wh/kg，三元鋰電池能量密度是250-300 Wh/kg；
這款固態(tài)電池的工作溫區(qū)為-30℃-60℃；循環(huán)壽命為1200周。
與此同時(shí)，欣旺達(dá)還宣稱(chēng)將在今年年底建成0.2GWh的聚合物固態(tài)電芯中試線，并已成功開(kāi)發(fā)測(cè)試了520Wh/kg能量密度的鋰金屬超級(jí)電池實(shí)驗(yàn)室樣品。
10月18日，奇瑞全球創(chuàng)新大會(huì)上，奇瑞展示了自研的“犀牛S”全固態(tài)電池模組，這款產(chǎn)品的電芯能量密度達(dá)到600Wh/kg，裝車(chē)后預(yù)計(jì)續(xù)航將達(dá)到1200-1300公里。奇瑞計(jì)劃于2027年量產(chǎn)“犀牛S”電池。
電池廠商與車(chē)企的共同造勢(shì)，疊加近來(lái)發(fā)生的多起新能源車(chē)起火案例，使固態(tài)電池一時(shí)間備受矚目。
但輿論場(chǎng)上的熱度，難以改變固態(tài)電池短期內(nèi)難以大規(guī)模量產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)。
早在今年7月，寧德時(shí)代就在財(cái)報(bào)電話會(huì)上明確表態(tài)：固態(tài)電池2027年才能小規(guī)模量產(chǎn)，2030年才可能規(guī)?；?；去年寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群也曾提出，如果固態(tài)電池技術(shù)和制造的成熟度最高是9分，那么目前行業(yè)最高水平也只做到了4分。
欣旺達(dá)比寧德時(shí)代更保守，“欣·碧霄”發(fā)布當(dāng)天，欣旺達(dá)高管表示：“日本和美國(guó)企業(yè)曾聲稱(chēng)2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，有些過(guò)于自信，最樂(lè)觀的是2030年以后可能小批量生產(chǎn)。”奇瑞也在不久前的奇瑞科技日上，將此前聲稱(chēng)的“2026年上車(chē)、2027年量產(chǎn)”固態(tài)電池，調(diào)整為“2027年首批裝車(chē)驗(yàn)證”。
那么行業(yè)翹首以盼的固態(tài)電池為何遲遲無(wú)法上車(chē)？
固態(tài)電池的固固界面難題
固態(tài)電池的電解質(zhì)動(dòng)力性差，以及固固界面之間的阻抗大，是阻礙固態(tài)電池難以大規(guī)模量產(chǎn)的一個(gè)重要技術(shù)難題。
由于固態(tài)電池的電解質(zhì)是固體，其離子傳導(dǎo)性本就天然弱于液體電解質(zhì)。
何況，液態(tài)電池電池的電解質(zhì)可以完全浸潤(rùn)電池正負(fù)極，從而形成穩(wěn)定的離子傳輸通道。而固態(tài)電解質(zhì)與固態(tài)電極之間是硬接觸，其接觸程度本就不如固液結(jié)合充分，再加上電池充放電過(guò)程，電池負(fù)極會(huì)因鋰離子的脫嵌產(chǎn)生呼吸效應(yīng)，造成負(fù)極膨脹、收縮，使負(fù)極與固態(tài)電解質(zhì)之間的接觸失效。
因此，找到既能令電池?fù)碛休^高的能量密度，又能克服上述阻礙的電池材料很是關(guān)鍵。
有電池行業(yè)人士對(duì)36氪表示，固態(tài)電池的正極材料，行業(yè)現(xiàn)今普遍采用的是九系高鎳，其中鎳、鈷、錳的比例為9：0：1。
而因?yàn)楦哝嚥牧显挥迷谌囯姵刂校蚨鐚幍聲r(shí)代等在高鎳三元電池領(lǐng)域已有一定積累的企業(yè)，可以將此前的大部分技術(shù)能力復(fù)用至固態(tài)電池。
選擇何種材料作為電解質(zhì)，是固態(tài)電池行業(yè)頗有爭(zhēng)議的一個(gè)話題。
國(guó)軒高科首席科學(xué)家朱星寶曾告訴36氪：“固態(tài)電池的電解質(zhì)共有6條技術(shù)路線。最早被提出的是聚合物，界面處理簡(jiǎn)單，碎裂之后可以迅速?gòu)?fù)原，它的致命問(wèn)題是電導(dǎo)率不行，除非60-80℃的溫度下。
后來(lái)提出了氧化物路線，它的穩(wěn)定性、導(dǎo)電率都很高，但機(jī)械加工性能不行，好比玻璃杯，一碰就碎。
今天最主流的電解質(zhì)技術(shù)路線是硫化物。它的離子傳導(dǎo)性接近電解液，但這種材料很敏感，一遇到液體，電導(dǎo)率迅速衰退，而且一遇到水會(huì)迅速產(chǎn)生硫化氫。
另外還有鹵化物、硼氫化物、薄膜固態(tài)電解質(zhì)這幾類(lèi)材料。”
此外，36氪也從其他電池行業(yè)人士處了解到，硫化物雖然離子傳導(dǎo)性強(qiáng)，但制造工藝較為復(fù)雜。由于硫化物電解質(zhì)對(duì)空氣敏感，且與空氣反應(yīng)產(chǎn)生的硫化氫有較大毒性，要想量產(chǎn)就要開(kāi)發(fā)出高度自動(dòng)化、高耐腐蝕性、高氣密性的工藝和設(shè)備，這本就有較高難度。而且由于硫化物的空氣敏感性，因而電解質(zhì)、電池的良率和一致性也很難保障。
“氧化物的離子傳導(dǎo)性差些，但是它和電極界面接觸更好。但目前硫化物才是主要方向，氧化物提的少了，不過(guò)各家其實(shí)也都沒(méi)有完全放棄氧化物?！?/span>
也有人試圖通過(guò)材料以外的方式，解決固態(tài)電池的界面接觸難題。
不久前，新華社報(bào)道，有科研人員嘗試在電解質(zhì)中引入碘離子，使它們?cè)陔妶?chǎng)的作用下移動(dòng)至點(diǎn)擊界面，形成富碘界面。這層界面能夠吸引鋰離子，填充電解質(zhì)和電極間的縫隙和孔洞。
但也有行業(yè)人士對(duì)36氪初步分析：“碘離子很容易被還原為碘單質(zhì)，富集在界面，這時(shí)這些碘離子可能起不到填充電解質(zhì)和電極間縫隙的作用?！?/span>
不成熟的負(fù)極、復(fù)雜的工藝與難以跑通的商業(yè)閉環(huán)
不僅電解質(zhì)材料不成熟，固態(tài)電池的負(fù)極材料也不夠成熟。
有電池廠商的工程師對(duì)36氪解釋?zhuān)邪l(fā)固態(tài)電池的目的，就是為了追求更高的能量密度，因此盡管石墨也可以作為固態(tài)電池負(fù)極，但因其能量密度低，所以到了固態(tài)電池領(lǐng)域，行業(yè)普遍采用石墨摻硅，也就是硅碳負(fù)極這一負(fù)極材料方案。
但硅碳負(fù)極在提高固態(tài)電池能量密度的同時(shí)，也帶來(lái)個(gè)新的問(wèn)題?！柏?fù)極材料由于不斷經(jīng)歷鋰離子脫嵌過(guò)程，所以當(dāng)前的石墨負(fù)極會(huì)隨著材料老化產(chǎn)生一定程度的膨脹，硅碳比人造石墨更容易膨脹，因?yàn)楣璧牟牧蠈傩跃褪且着蛎?。也就是說(shuō)，硅碳負(fù)極的循環(huán)壽命其實(shí)很短?！?/span>
工藝是阻礙固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)的另一重要因素。
朱星寶曾這樣為36氪量化從液態(tài)電池到把半固態(tài)電池，再到固態(tài)電池，產(chǎn)線的變化幅度：“液態(tài)電池發(fā)展到半固態(tài)電池，產(chǎn)線會(huì)有3%-5%的改變，全固態(tài)電池對(duì)于液態(tài)電池的產(chǎn)線變化更大?！?/span>
國(guó)軒高科固態(tài)電池項(xiàng)目總工程師潘瑞軍對(duì)固態(tài)電池工藝層面的難度，做了更詳細(xì)的介紹：“國(guó)軒高科現(xiàn)在打通的固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)線，從動(dòng)力到設(shè)備的改動(dòng)至少在60%左右?！痹谒磥?lái)，國(guó)軒高科生產(chǎn)固態(tài)電池過(guò)程中遇到的最大工藝障礙，是固態(tài)電解質(zhì)的涂布。
“固態(tài)電池是涂薄，對(duì)膜有要求，另外高溫化成的工序需要新的設(shè)備。固態(tài)電池沒(méi)有隔膜，需要把隔膜用涂布的方法做出來(lái)，再用某種方法放到正極和負(fù)極中間去，就是這點(diǎn)區(qū)別，我們搞了很多年?！?/span>
由于固態(tài)電池對(duì)液態(tài)電池現(xiàn)有的產(chǎn)線改動(dòng)太大，因而如今不少企業(yè)都將半固態(tài)電池作為過(guò)渡技術(shù)，先沿用液態(tài)鋰電池的生產(chǎn)設(shè)備，量產(chǎn)更高能量密度、更安全的電池，與此同時(shí)逐步迭代工藝和設(shè)備，直到達(dá)到固態(tài)電池的量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
工藝和設(shè)備的大幅變化，再加上bom成本更高的原材料，固態(tài)電池的綜合成本足以勸退許多資金實(shí)力不足的玩家。
近期，蜂巢能源董事長(zhǎng)楊紅新公開(kāi)指出，全固態(tài)電池目前的成本，是液態(tài)電池的5-10倍。在擁有足夠規(guī)模的前提下，液態(tài)電池的成本尚且占了整車(chē)成本的超過(guò)30%，令一眾降本壓力巨大的車(chē)企叫苦不迭。而固態(tài)電池高出5-10倍的成本，無(wú)論車(chē)企還是C端用戶(hù)，顯然都難以消化。
也就是說(shuō)，至少現(xiàn)在看來(lái)，固態(tài)電池很難跑通它的商業(yè)邏輯。
可就是這樣一款無(wú)論從技術(shù)、工藝還是從商業(yè)角度來(lái)看，短期內(nèi)都難以大規(guī)模上車(chē)的電池，何以會(huì)在最近被炒作得沸沸揚(yáng)揚(yáng)？
究其原因，于二三線動(dòng)力電池廠商而言，它們期待電池行業(yè)能發(fā)生一場(chǎng)徹頭徹尾的技術(shù)路線變革，以此獲換道超越寧王的機(jī)會(huì)，而固態(tài)電池恰恰是與液態(tài)電池、半固態(tài)電池截然不同的全新體系；
于車(chē)企而言，電池行業(yè)格局若能重塑，車(chē)企在與寧德時(shí)代的博弈中，便能擁有更多主動(dòng)權(quán)；
于C端用戶(hù)而言，短時(shí)間內(nèi)集中發(fā)生的電車(chē)起火案例，喚起了他們對(duì)液態(tài)電池安全性的擔(dān)憂，事故使他們比以往更期待，一款安全且具有高能量密度的電池的到來(lái)。
于是，許多人都忘了，固態(tài)電池是2027年都未必能量產(chǎn)的期貨。
來(lái)源：36氪
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