中國儲能網(wǎng)訊：連日以來，固態(tài)電池概念風生水起。
2月7日，千億鋰礦巨頭贛鋒鋰業(yè)（SZ:002460）宣布，控股子公司江西贛鋒鋰電科技股份有限公司（以下簡稱“贛鋒鋰電”）在固態(tài)電池領(lǐng)域獲得新突破，搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動SUV賽力斯SERES-5計劃于2023年3月開始交付。
賽力斯官方表示，該款新車搭載的90kWh半固態(tài)電池最大續(xù)航里程（WLTP）為530km。
此消息公布后引發(fā)了廣泛關(guān)注，國內(nèi)固態(tài)電池概念股更是迎來了一波集體狂飆。
而海外關(guān)于固態(tài)電池的最新進展也不斷爆出。幾天前，日本汽車制造商日產(chǎn)（Nissan）宣布，正在全力推出一款裝載全固態(tài)電池的電動車。而此前不久，德國寶馬集團宣布，寶馬將打造全固態(tài)電池中試生產(chǎn)線，2025年推出首輛原型車。
不過，熱潮之下，不少業(yè)內(nèi)人士向澎湃新聞記者指出，囿于性能和成本因素，固態(tài)電池離大規(guī)模在電動汽車和儲能領(lǐng)域上應(yīng)用，仍有遙遠的距離。固態(tài)電池可以看作未來電池的一種方向，但不能指望其能“一種技術(shù)包打天下”，更不能“為了固態(tài)而固態(tài)?！?
“半固態(tài)”、“全固態(tài)”傻傻分不清？
首先，若仔細分辨，贛鋒鋰業(yè)的“三元固液混合鋰離子電池”和日產(chǎn)、寶馬的全固態(tài)電池有著不小區(qū)別。其三元固液混合鋰離子電池也即是“半固態(tài)電池”，被業(yè)內(nèi)認為是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種過渡技術(shù)。
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會副秘書長陳永翀向澎湃新聞記者介紹，“最早業(yè)內(nèi)只有固態(tài)電池一個單純的概念，即電池使用固體電極和固體電解質(zhì)，而不是傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體或凝膠電解質(zhì)?！?/strong>
與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，全固態(tài)電池的優(yōu)勢在于具有更高的能量密度，更長的貨架期，并且由于降低了液體電解質(zhì)泄漏和易燃性的風險而提高了安全性。
“但由于固態(tài)電池的一些難題非常難以解決，例如界面阻抗的問題，所以出現(xiàn)了保留部分液態(tài)電解質(zhì)的‘半固態(tài)電池’，其實質(zhì)是在原有的凝膠態(tài)聚合物電池上的發(fā)展?！标愑懒堈f。
贛鋒鋰電的相關(guān)負責人也告訴澎湃新聞記者，此次搭載在賽里斯車型上的“半固態(tài)電池”中“仍然含有一些液體電解質(zhì)?！钡簯B(tài)電解質(zhì)的比例到底是多少，該人士表示，“這是企業(yè)秘密不能透露?！?
據(jù)了解，贛鋒鋰業(yè)最早搭載半固態(tài)電池的量產(chǎn)車是東風E70，2022年1月，首批50輛東風E70開始進行示范運營。
2022年12月15日，東風旗下嵐圖品牌正式發(fā)布追光轎車，其中82kWh版本搭載的是半固態(tài)電池包，CLTC工況續(xù)航里程為580km，首批新車已經(jīng)于2023年1月13日量產(chǎn)下線，將于今年上半年交付，官方稱之為全球首款量產(chǎn)裝車半固態(tài)電池的車型。
在國內(nèi)，除了贛鋒鋰業(yè)，半固態(tài)電池的積極參與者還有蔚來汽車、孚能科技、清陶能源、國軒高科等。
蔚來聯(lián)合創(chuàng)始人秦力洪近日表示，搭載150kWh半固態(tài)電池的車型將于今年上半年推出，車型很可能是蔚來ET7，電池來自衛(wèi)藍新能源。2022年11月，衛(wèi)藍新能源在浙江湖州舉行了車規(guī)級固態(tài)動力電芯下線儀式，電池包能量密度為360Wh/kg，充電10分鐘可補充400km續(xù)航。
孚能科技近日表示，目前公司已有半固態(tài)電池產(chǎn)品實現(xiàn)了量產(chǎn)裝車，此前消息顯示，孚能科技的半固態(tài)電池中試樣品能量密度達到330Wh/kg，并且已布局400Wh/kg產(chǎn)品。
此外，清陶能源的半固態(tài)電池產(chǎn)品也將搭載于哪吒U車型中，與上汽合作的車型預(yù)計于2023年落地。
去年5月份，國軒高科發(fā)布了能量密度達到360Wh/kg的三元半固態(tài)電池，預(yù)計今年實現(xiàn)量產(chǎn)，搭載該電池的高合汽車HiPhiX電動車將實現(xiàn)1000公里續(xù)航，以及3.9秒的百公里加速。
不過，一些業(yè)內(nèi)人士表示，目前國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的半固態(tài)電池，雖然名字上跟固態(tài)電池很相似，可實際上反而與當前的液態(tài)鋰離子電池關(guān)系更近。其仍需要電解液和隔膜，產(chǎn)品形態(tài)上并沒有本質(zhì)上的創(chuàng)新，仍屬于改良型的方案。
清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人、總經(jīng)理、高級工程師李崢在去年的公開演講中介紹說，現(xiàn)在清陶已經(jīng)量產(chǎn)的半固態(tài)電池產(chǎn)品，電解質(zhì)的液體含量在10%以下，“電解質(zhì)以氧化物為主，添加聚合物形成復(fù)合電解質(zhì)，再加上浸潤液體?！崩顛樥f。
“從產(chǎn)線和工藝的角度來說，跟傳統(tǒng)鋰離子電池相比，目前看來有30%的創(chuàng)新?！崩顛樚寡裕皩嶋H上并沒有解決固態(tài)和固態(tài)之間相接觸的界面不夠完美的問題，界面浸潤和黏合形成了工藝壁壘?！?
陳永翀則對澎湃新聞記者表示，相較于傳統(tǒng)鋰離子電池，半固態(tài)電池由于使用的液態(tài)電解質(zhì)更少，因此安全性相對更高，由于體積小，能量密度上也有優(yōu)勢。但劣勢主要在于循環(huán)性能較差，低溫時電池的充放電倍率較低，電池在生產(chǎn)中容易表現(xiàn)出不一致性，而成本也相對于液態(tài)鋰離子電池更高。
全固態(tài)電池——只是未來電池技術(shù)的一條路線
反觀國外，車企和相關(guān)電池企業(yè)則似乎跳過了半固態(tài)階段，集中火力進攻全固態(tài)堡壘。
日產(chǎn)負責歐洲研發(fā)的高級副總裁大衛(wèi)·莫斯（David Moss）稱，日產(chǎn)研發(fā)的全固態(tài)電池和現(xiàn)在的液體電解液鋰離子電池相比，成本會降低50%，能量密度提高1倍，并且可提供比現(xiàn)在電池快3倍的充電速度。
日產(chǎn)正在和英國牛津大學(xué)合作開發(fā)這項技術(shù)，已經(jīng)從紐扣電池開發(fā)到10cm的方形電池。日產(chǎn)計劃在2025年建立并運行全固態(tài)電池試點生產(chǎn)廠，到2026年完成初始技術(shù)的工程設(shè)計，然后在2028年首次應(yīng)用在汽車上，逐步實現(xiàn)量產(chǎn)。
圖為日產(chǎn)的全固態(tài)電池產(chǎn)品測試線
而根據(jù)寶馬集團的計劃，其合作的Solid Power公司將在2023年向?qū)汃R集團交付全尺寸的全固態(tài)電池用于測試，第一輛采用全固態(tài)電池的寶馬原型車計劃在2025年之前推出，2030年之前將實現(xiàn)全固態(tài)電池的量產(chǎn)。
不過，《日經(jīng)中文網(wǎng)》在一篇最新的文章中最新指出，全固態(tài)電池最初被期待在2020年代前半期就搭載于純電動汽車，但開發(fā)速度緩慢，目前看來，其量產(chǎn)仍然需要邁過三道難關(guān)。
一是如果電極在充放電時膨脹和收縮，與固體電解質(zhì)的界面將分離，性能隨之下降。
二是在固體電解質(zhì)之中，導(dǎo)電離子不易移動。
在固體電解質(zhì)之中，硫化物的離子相對比較容易移動。不過，生產(chǎn)電池和發(fā)生故障時可能會產(chǎn)生有害的硫化氫，這是第三個障礙。
更值得注意的是，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省在2022年3月的一次官民協(xié)商會議上，針對此前日本企業(yè)“集中投資全固態(tài)電池”的策略進行了罕見的反思。
日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省坦言，由于中韓企業(yè)在現(xiàn)有電池的技術(shù)和競爭力方面超過了日本，“在全固態(tài)電池商用化之前，日本企業(yè)有可能失勢，不得不撤出市場”。會議表示，將對加強液態(tài)電池生產(chǎn)基礎(chǔ)的大規(guī)模投資提供支援。
而陳永翀對澎湃新聞記者表示，全固態(tài)電池未來或許能夠在電子芯片等小型領(lǐng)域應(yīng)用，但是要做大容量，應(yīng)用到電動汽車、儲能領(lǐng)域，還相當遙遠。“要考慮性能、成本的問題。”陳永翀說。
“如果現(xiàn)有的磷酸鐵鋰等液態(tài)電解質(zhì)電池能夠解決安全、能量密度等問題，那么就不能為了固態(tài)而固態(tài)。”陳永翀說，“固態(tài)電池可以是未來電池的一種路線，但不能寄希望一種技術(shù)包打天下?！?
