固態電池的風,吹得早了閃着腰

最近這段時間,固態電池的新聞驟然多了起來,千呼萬喚始出來的固態電池終於不再猶抱琵琶半遮面了。

不過,正如小米預研的底盤技術尚需時日才能真正邁入量產階段一樣,固態電池同樣也正處於研發攻堅階段。

這個世界自有其發展規律,不以任何人的意志爲轉移。

雖然在發動機、變速箱領域深耕了100多年的歐美日(參數丨圖片)韓頭部車企有維護燃油車產業鏈的強大決心。

但是,中國車企依然以一國之力撐起了全球電動車產業鏈欣欣向榮的格局。

同樣的,本土電池廠商有維護鋰離子電池產業鏈的強大意志,也架不住日韓和歐洲頭部車企希望通過更加積極的固態電池研發和裝車計劃,實現對中國電動車企的彎道超車。

把視野從全球市場轉回到國內市場,寧德時代和比亞迪之外的本土電池廠商和車企們同樣希望通過固態電池實現對寧王和迪王的逆襲。

當這些選手熱切地盼望通過切換電池材料體系實現彎道超車時,寧德時代和比亞迪同樣不得不加大固態電池的投入,將原有的時間表一點一點地提前。

沒辦法,在玩家衆多且每個選手都不願意下牌桌的情況下,卷就是一個不得不參與的無奈循環。

卷也難,不卷似乎更難。正如本土車企的價格戰一樣,高合汽車當年表示不想打價格戰,最終破產清算。

哪吒汽車表示要向價值鏈上游邁進,現在的情況也不容樂觀,打價格戰的那些也沒好哪兒去,絕大多數都深陷虧損的泥潭。

要不爲什麼在回國後的一次採訪中,馬老師眼含熱淚地表示“都難,都難”呢!

在這場或主動或被動參與的固態電池大躍進中,電池廠商的主要代表包括寧德時代、比亞迪、國軒高科、億緯鋰能、衛藍新能源、太藍新能源、輝騰能源、清陶能源等。

車企陣營的主要代表包括比亞迪、上汽、一汽、廣汽、蔚來、吉利、長安、奇瑞、東風、賽力斯等。

固態電池此等技術密集型、重資產且極其考驗規模效應的賽道,居然涌入如此衆多的選手,真不知是喜是憂。

不過,天上雲追月,地下風吹柳,不想掉隊的玩家只能跟隨着潮流走。

很多人對即將到來的事物總是抱着美好的期待,比如,固態電池來了就能秒殺增程、幹掉插電混動,再捎帶手滅了屆時苟延殘喘的燃油車陣營。

拋開這些遙遠的願景不談,站在技術的視角上,固態電池確實能板上釘釘地帶來諸多優點。

對比鋰離子電池和全固態電池的內部結構可以發現,固態電池和鋰離子電池最大的區別在於使用固態電解質替代了液態電解質,固態電池的優點便來自於固態電解質的優異特性。

不易燃、沒有液體泄漏風險意味着“高安全”,相較於易燃且流動性較高的電解液,固態電解質的燃點非常高,而且不會隨意流動。

這就意味着到了固態電池大規模量產上車的那一天,或許真的可以把自燃二字移除出新能源汽車的字典。

除了杜絕燃燒風險,更耐高溫的電池可以支持長時間大功率放電,有望克服電車城區一條龍、高速一條蟲的缺陷。

還可以支持超大功率充電,在不損害電池壽命的前提下兌現真5C、真6C充電體驗。

電化學窗口寬,提高能量密度意味着“高比能”,更高的電池能量密度意味着在同等的重量下可以存儲更多的電,實現更高的續航,真正解決續航焦慮。

寬溫域意味着“高環境適應性”,傳統液態電池的最佳工作溫度窗口在25度到40度之間,着實有些太矯情了。

到了低溫環境下,液態電解質粘度增加,離子電導率和電池容量均會下降,以至於坊間一直流傳着電車不過山海關的說法。

固態電池優異的低溫特性使得即便在低溫環境下,無需進行額外的熱管理,鋰離子也能順暢地在正負極之間遷移,保持較高的離子電導率、充放電能力。

人有三高,委實不太妙,電池有三高,衆人都說好。高比能、高安全、高環境適應性,固態電池具備這三個明顯優於傳統液態電池的優異特性,可以更好地支持電動汽車滿足全氣候、全場景、高安全的使用要求,當然會成爲新一代動力電池的重要發展方向。

2024年,一些車企把單體能量密度在300瓦時、400瓦時左右的“固態電池”量產上車,以一己之力將固態電池的量產時間提前了好幾年。

桃李不言,下自成蹊,真正的強者反而不會強蹭概念。

2023年,寧德時代發佈了一款基於凝聚態電解質、高比能正極、新型負極和隔離膜的電池,把單體能量密度做到了每公斤500瓦時,將之稱爲“凝聚態電池”。

和固態電池相比,凝聚態電池的概念更加接近事實真相。

之前講過,傳統鋰離子電池和固態電池的主要區別在於,鋰離子電池使用液態電解液,固態電池使用固態電解質。

凝聚態/半固態電池和固態電池的主要區別同樣也是電解質,這不巧了嗎不是。

半固態電池使用液態電解液和固態電解質混合而成的凝膠態電解質。

當凝膠態電解質中的液態電解液佔比不超過15%時,便可以認爲是半固態電池。

隨着半固態電池的代際演進,液態電解液的佔比逐漸下降,如果歷經三代技術升級,將液態電解液佔比降至0,半固態電池就成功進化成全固態電池了。

之所以有三代的說法,一來馬斯克幫大家總結過“通常要對一項技術進行三次重大迭代才能達到優秀水平”。

二來根據比亞迪DM技術、華爲Mate手機的歷史經驗,確實吻合至少三代才能磨一劍的說法。

另外,根據上汽固態電池合作方清陶能源的計劃,前兩代產品均爲半固態電池,第3代方能真正實現全固態電池。

按照兩年迭代一次的速度,一個合理的估計是,24年量產第1代,26年量產第2代,28年量產第3代,29年進入規模量產階段。

寧德時代首席科學家吳凱8月份在友商們發起的固態電池營銷攻勢之下做過一次表態,表示寧德時代全固態電池的規模量產時間或在2028年。

鑑於車圈大佬們在預判未來走勢時都過於樂觀,全固態電池的真正規模量產時間或許在2030年。

全固態電池的規模量產之所以還需要好幾年的時間,一則是因爲還需要攻克很多技術難關,比如解決固態電解質界面不兼容導致的鋰枝晶生長問題、循環壽命過低的問題。

二則是需要通過技術、材料、工藝的進步打造出一條合理的成本下降曲線,畢竟沒有人想聽到那三個字:得加錢!