中國儲能網(wǎng)訊：4月8日，上汽智己發(fā)布了旗下最新車型智己L6，智己稱這款車在全行業(yè)中第一個應(yīng)用了“準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池”，可以實現(xiàn)超過1000公里的續(xù)航里程。3月26日，Vivo發(fā)布的最新折疊屏手機X Fold3采用了半固態(tài)電池，固態(tài)電池這一長期停留在概念階段的產(chǎn)品，同時在消費電子產(chǎn)品和車用動力電池領(lǐng)域進入應(yīng)用階段。
固態(tài)電池技術(shù)從誕生之日起就廣受矚目，因為其在電芯能量密度、安全性、充放電性能方面的巨大潛力，一直被視為電池領(lǐng)域的下一代產(chǎn)品，能夠給所有使用電池設(shè)備的產(chǎn)品帶來革命性的提升。但現(xiàn)階段應(yīng)用的這些固態(tài)電池，距離人們希望中的那個目標(biāo)還有不小差距。
比如智己關(guān)于“固態(tài)電池”的提法就備受爭議，這款電池的生產(chǎn)商清陶能源表示，該電池是半固態(tài)電池，而關(guān)于半固態(tài)電池是否算固態(tài)電池，在行業(yè)內(nèi)一直存在爭議。
液態(tài)鋰電池的主流技術(shù)路線只有磷酸鐵鋰和三元鋰兩種，其他鈷酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰等材料的電池只在很有限的場景下才有應(yīng)用，分類比較清晰。而固態(tài)電池技術(shù)路線相對復(fù)雜，分類標(biāo)準(zhǔn)一直存在爭議，根據(jù)目前相對主流的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以大致分為全固態(tài)與半固態(tài)兩大類。（詳見下表）
爭議焦點是性能
當(dāng)前關(guān)于固態(tài)電池最主要的爭議是半固態(tài)電池到底算不算固態(tài)電池。
上汽智己汽車聯(lián)席CEO劉濤在社交媒體上用“白馬算不算馬”回應(yīng)半固態(tài)是否算固態(tài)電池的爭議，但也有不少整車廠和電池企業(yè)表示，半固態(tài)電池和液態(tài)鋰電池的性能指標(biāo)并沒有代際差距，所以宣傳上強調(diào)半固態(tài)電池的做法不可取。
這兩種表態(tài)已經(jīng)說清了這一爭議的根源，認為半固態(tài)電池屬于固態(tài)電池的一方強調(diào)的是電池的電解質(zhì)主體已經(jīng)是固態(tài)材料，比如智己采用的電池，其電解質(zhì)中90%為固體，10%為液態(tài)浸潤劑，從電解質(zhì)的性狀上來說，當(dāng)然應(yīng)該算固態(tài)電池。
而認為不應(yīng)該在宣傳中強調(diào)固態(tài)概念的一方，其核心觀點是固態(tài)電池應(yīng)該在性能指標(biāo)上大幅度領(lǐng)先現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池，比如電芯能量密度超出一倍以上，安全性、充放電性能都擁有代際優(yōu)勢，而現(xiàn)有的半固態(tài)電池在性能指標(biāo)上完全達不到這一標(biāo)準(zhǔn)。
作為現(xiàn)有動力電池市場占有率第一的企業(yè)，寧德時代一直堅持固態(tài)電池應(yīng)該是采用全新正負極材料體系，全固態(tài)電解質(zhì)的下一代電池，當(dāng)前與液態(tài)鋰電池正負極材料相似的半固態(tài)電池?zé)o法發(fā)揮固態(tài)電解質(zhì)的全部性能，是典型的過渡性技術(shù)。
過去數(shù)年關(guān)于固態(tài)電池的概念傳播，已經(jīng)在消費者心中形成了統(tǒng)一認知，即固態(tài)電池性能非常領(lǐng)先，技術(shù)上足以顛覆現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池。但這個認知針對的是采用全新正負極材料的全固態(tài)電池，而不是和現(xiàn)有鋰電池沒有本質(zhì)差別的半固態(tài)電池。
從性能指標(biāo)上看，現(xiàn)在量產(chǎn)裝車的半固態(tài)電池，不論蔚來的150KWh電池，還是智己L6的半固態(tài)電池，其電芯能量密度都在350Wh/KG左右，比現(xiàn)有最高水平的三元鋰電池提升不到20%。
而電池包層面，寧德時代的麒麟電池最大做到140KWh電量，2022年已經(jīng)在極氪009上實現(xiàn)裝車，磷酸鐵鋰電池包的最大電量也接近100KWh，計劃2024年8月發(fā)布的比亞迪第二代刀片電池，其電芯能量密度也將大幅提升，可以支持比亞迪純電車型達到1000公里以上的最大續(xù)航里程。
即便是固態(tài)電池一直強調(diào)的安全性優(yōu)勢，半固態(tài)電池和現(xiàn)有電池相比，優(yōu)勢也不明顯。
半固態(tài)電池因為電解質(zhì)中可燃物的占比大幅減少，所以起火風(fēng)險大幅降低，相比5年前的液態(tài)鋰電池，其安全優(yōu)勢非常大，但和近兩三年發(fā)布的電池相比，優(yōu)勢并不明顯。最新的液態(tài)鋰電池通過應(yīng)用各種電池包安全技術(shù)，絕大部分都可以實現(xiàn)只冒煙，不起火。對消費者來說，液態(tài)鋰電池和半固態(tài)電池如果發(fā)生嚴(yán)重問題，最終的結(jié)果都是整車全損，保險賠錢。
半固態(tài)電池到底算不算固態(tài)電池的爭議，其本質(zhì)并不是電解質(zhì)材料是不是固態(tài)，而是電池性能是否達到了消費者對固態(tài)電池的高期望值，從這個角度上說，現(xiàn)在的半固態(tài)電池的確還算不上固態(tài)電池。
成本是最大的攔路虎
固態(tài)電池的發(fā)展毫無疑問是以技術(shù)突破為基礎(chǔ)的，新型正負極材料、電解質(zhì)材料的研發(fā)是其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，過去一段時間關(guān)于固態(tài)電池的新聞也都集中于此。
比如4月7日，重慶太藍新能源公司發(fā)布了一款達到車規(guī)級的全固態(tài)電池，正極采用富鋰錳基材料，負極采用含鋰金屬，電解質(zhì)采用氧化物固態(tài)電解質(zhì)，封裝采用鋁塑膜軟包，在實驗室中測得的電芯能量密度達到720Wh/KG，不論是材料體系還是性能參數(shù)都滿足了人們對固態(tài)電池的設(shè)想。
但這款電池和海外企業(yè)如LG、SKI、豐田等發(fā)布的固態(tài)電池樣品一樣，雖然性能喜人，但都停留在實驗室小樣階段，距工業(yè)化量產(chǎn)還有不少障礙，其中涉及的工程問題、工藝問題都還需要數(shù)年時間去逐一攻克。
不論是材料技術(shù)，還是工程工藝，只要是技術(shù)問題，在固態(tài)電池的發(fā)展當(dāng)中都已經(jīng)有了解決路徑，真正攔在固態(tài)電池前面最大的障礙是成本和應(yīng)用難題。
固態(tài)電池當(dāng)前所有的技術(shù)路線，需要用到的材料成本都非常高昂，比如氧化物電解質(zhì)的成本最低也在數(shù)百元一公斤，而現(xiàn)有的電解液關(guān)鍵原料六氟磷酸鋰的成本僅有幾十元一公斤，加工成電解液成本也不超過一百元一公斤，差距懸殊。
以蔚來的150KWh半固態(tài)電池包為例，一塊150KWh電池包的成本和一臺蔚來ET5的價格相當(dāng)，接近30萬元，是普通電池包價格的3倍。這還只是半固態(tài)電池的價格，如果是全固態(tài)，其成本必然更加高昂。
隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴大，固態(tài)電池的成本肯定會快速降低，但到底用多久能夠接近現(xiàn)在液態(tài)鋰電池的成本，行業(yè)內(nèi)最樂觀的估計也不少于20年。
而且液態(tài)鋰電池的成本依然在持續(xù)優(yōu)化。2024年，磷酸鐵鋰電池的電芯成本已經(jīng)降到0.4元/Wh以內(nèi)，三元鋰電池也降到0.5元/Wh以內(nèi)，在市場總體供過于求的環(huán)境下，年內(nèi)逼近0.3元/Wh大關(guān)將是大概率事件。
液態(tài)鋰電池的成本越低，固態(tài)電池的應(yīng)用阻力就越大，即便全固態(tài)電池未來5-10年內(nèi)投入應(yīng)用，也只會集中在極少數(shù)高端豪華產(chǎn)品線當(dāng)中，甚至車企會逐漸形成一種配置模式，固態(tài)電池只用于高毛利的旗艦產(chǎn)品，真正要銷量的產(chǎn)品，依然會采用三元鋰、磷酸鐵鋰材料的電池。類似燃油車時代既有八缸、十缸、十二缸發(fā)動機的超跑、豪車，也有使用四缸機的大眾車型。
而且現(xiàn)在的主流車企的確正在這樣操作，歐美、日本的主流車企一面在大力投入全固態(tài)電池的研發(fā)，一面在跟現(xiàn)在的動力電池供應(yīng)商簽署規(guī)模達數(shù)十GWh，數(shù)百億美元的供應(yīng)合約，這些合約的交付時間大多是2025年—2026年開始，為期5年左右。而一旦達到這種規(guī)模，車企就不可能隨意切換技術(shù)路線，就像現(xiàn)在歐美車企從燃油車切換到新能源車?yán)щy重重一樣。
車企一旦形成固態(tài)電池+液態(tài)電池高低搭配的模式，全固態(tài)電池的大規(guī)模應(yīng)用就會越來越難，因為整個固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈會越來越適應(yīng)這種小規(guī)模、高毛利的模式，進入小而美的舒適區(qū)，失去和液態(tài)鋰電池卷成本、卷價格的動力。
目前全球固態(tài)電池研發(fā)的領(lǐng)跑者是豐田，在技術(shù)專利上暫時領(lǐng)先，但中國投入固態(tài)電池領(lǐng)域的企業(yè)數(shù)量更多，不論是北京衛(wèi)藍新能源、清陶能源、重慶太藍新能源這類固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)，還是寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、天賜材料這些現(xiàn)有的電池產(chǎn)業(yè)大型企業(yè)，都在大力投入固態(tài)電池相關(guān)領(lǐng)域，中國在固態(tài)電池的研發(fā)進度上處于全球第一梯隊。
但固態(tài)電池不要輕言突破，技術(shù)突破只是第一步，量產(chǎn)、成本、應(yīng)用，之后的每一關(guān)都困難重重?；谥袊嫶蟮氖袌鲆?guī)模和全球領(lǐng)先的電池產(chǎn)業(yè)鏈，中國企業(yè)擁有得天獨厚的先天優(yōu)勢。未來10年—20年，以技術(shù)儲備為主，市場應(yīng)用為輔，瞄準(zhǔn)30萬元以上豪華車市場及航空市場，將成為中國固態(tài)電池企業(yè)主要的發(fā)展方向。
