文|石油Link
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，關(guān)于動(dòng)力電池的話題也跟著火熱起來(lái)。
其中，當(dāng)屬“固態(tài)電池”最火。
自2000年初露端倪，這一概念便承載著無(wú)數(shù)期待與猜測(cè)。爭(zhēng)議之所以此起彼伏，歸根結(jié)底，還是因?yàn)楣虘B(tài)電池所承諾的未來(lái)太過(guò)耀眼，現(xiàn)實(shí)卻又步履蹣跚。
最近，上汽智己L6的問(wèn)世，號(hào)稱搭載超快充固態(tài)電池，更是將這場(chǎng)爭(zhēng)論推向了新的高潮。然而，隨之而來(lái)的質(zhì)疑聲也不斷，人們追問(wèn)：這真的是“全固態(tài)電池”？
屬于固態(tài)電池的時(shí)代到底何時(shí)到來(lái)？
01 突然爆火的“固態(tài)電池”
早在20世紀(jì)70年代，我國(guó)就開(kāi)始提出研究固態(tài)電池，相比于現(xiàn)在，當(dāng)時(shí)的“固態(tài)電池”更像是一個(gè)概念。
差不多在2012年左右，日本豐田，我國(guó)的寧德時(shí)代都提出開(kāi)始轉(zhuǎn)戰(zhàn)固態(tài)電池領(lǐng)域的研究，并成立專門的研究小組，希望進(jìn)一步助力動(dòng)力電池的發(fā)展。
然而，直至今日，關(guān)于固態(tài)電池的成果，或者說(shuō)是全固態(tài)電池的成果并沒(méi)有很多。相反，在此過(guò)程中出現(xiàn)了所謂的“半固態(tài)電池”、“準(zhǔn)固態(tài)電池”等新概念。
何謂“固態(tài)電池”？相必大家了解液態(tài)電池更多一些，也就是我們常說(shuō)的鋰離子電池，其電解質(zhì)是液體，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)液態(tài)電池具有低溫下充電效率低、高溫下易爆炸等問(wèn)題，便萌生了固態(tài)電池的概念。
顧名思義，固態(tài)電池使用的是固體電解質(zhì)，與傳統(tǒng)的液態(tài)電池相比，具有高能量密度、高安全、長(zhǎng)壽命和高低溫適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。
近幾年，隨著新能源汽車的迅速發(fā)展，動(dòng)力電源的配置逐漸成為關(guān)注焦點(diǎn)。
特別是今年4月初，上汽旗下智己突然發(fā)布了“準(zhǔn)900V超快充固態(tài)電池”，緊隨其后，鋰電初創(chuàng)企業(yè)太藍(lán)、廣汽昊鉑先后發(fā)布了固態(tài)電池產(chǎn)品，其中廣汽更是在宣傳海報(bào)中標(biāo)注了“全固態(tài)”字樣。
這一系列操作更是成功帶動(dòng)了當(dāng)時(shí)固態(tài)電池板塊的股票行情。A股市場(chǎng)情緒面暴漲，不少半固態(tài)電解質(zhì)材料公司、甚至只是參股半固態(tài)電池的企業(yè)都迎來(lái)連續(xù)漲停，像紫建電子一度漲停，東方鋯業(yè)、平安電工漲停，德?tīng)柟煞?、?dāng)升科技漲超5%，可謂整體表現(xiàn)活躍。
業(yè)界頓時(shí)又一次被“固態(tài)電池”點(diǎn)燃。真想說(shuō)一句“嘿，老鐵，你火了！”
02 兵家必爭(zhēng)之地
除此之外，對(duì)于當(dāng)前市場(chǎng)上的這些動(dòng)作，也讓業(yè)界掀起一股“論戰(zhàn)”。
像智己汽車推出的“智己L6”，宣稱該款電池為行業(yè)首款準(zhǔn)900V“超快充固態(tài)電池”，容量為133KWh，續(xù)航里程可超1000公里。很多人就對(duì)其是否真正實(shí)現(xiàn)“全固態(tài)”展開(kāi)爭(zhēng)論，并結(jié)合智己汽車CEO的微博和直播視頻，對(duì)其發(fā)布會(huì)所說(shuō)的實(shí)現(xiàn)“全固態(tài)”提出質(zhì)疑。
智己官方也是用“白馬就不是馬嗎？”及“使用固態(tài)電解質(zhì)的肯定是固態(tài)電池”這種模糊答案回懟了大家的質(zhì)疑。
而寧德時(shí)代創(chuàng)始人近日也是發(fā)表了自己的看法，他認(rèn)為自己在固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)發(fā)了10年有余，但在電動(dòng)汽車的應(yīng)用過(guò)程中還是不斷遇到阻礙，雖然固態(tài)電池在電動(dòng)汽車中備受推崇，但目前技術(shù)還不夠完善，缺乏耐久性，而且仍然存在安全問(wèn)題。
這一觀點(diǎn)也相當(dāng)于對(duì)智己汽車官宣實(shí)現(xiàn)“全固態(tài)”這一事件的回應(yīng)。
實(shí)際上，目前市面上出現(xiàn)的絕大多數(shù)還是以“半固態(tài)電池”為主。去年年底，蔚來(lái)曾完成150kWh半固態(tài)電池的續(xù)航挑戰(zhàn)，搭載該款電池的蔚來(lái)純電動(dòng)轎車ET7最終行駛了1044公里，行駛總時(shí)間為12.4小時(shí)；賽力斯、長(zhǎng)安等主流車企也宣布將陸續(xù)推出了半固態(tài)電池搭載車型；蜂巢能源在第四屆電池日上也是推出了方形半固態(tài)電池，即二代果凍電池新品，且已達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)......
試想：智己若沒(méi)有模糊回答大家的質(zhì)疑，若爽快承認(rèn)其使用的是“半固態(tài)電池”（畢竟其電解質(zhì)里仍含有少量液體），或許也不會(huì)引起如此大的爭(zhēng)議。
03 固態(tài)電池“難”在哪？
按時(shí)間線來(lái)看，固態(tài)電池研究這一戰(zhàn)線并不短，單說(shuō)比較有代表性的寧德時(shí)代，就已經(jīng)在這領(lǐng)域做了10年有余，仍舊沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義的突破落地，這不禁引人思考“固態(tài)電池到底難在哪了”？
其實(shí)，主要就兩大點(diǎn)：技術(shù)&成本。
技術(shù)方面，最主要的就是固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)攻克。目前主流的電解質(zhì)材料主要有三大類，分別是：聚合物材料、氧化物材料和硫化物材料。
聚合物電解質(zhì)由高分子和鋰鹽絡(luò)合形成，同時(shí)添加少量惰性填料，鋰離子通過(guò)聚合物的分段運(yùn)動(dòng)，靠不斷的絡(luò)合與解絡(luò)合而傳遞。整體制造簡(jiǎn)單，但是常溫下導(dǎo)電率較差。
氧化物材料按照形態(tài)可分為晶態(tài)和非晶態(tài)。晶態(tài)類較為典型代表是鈣鈦礦型（LLTO），空氣和熱穩(wěn)定性較高；而非晶態(tài)固態(tài)電解質(zhì)主要是LiPON型固態(tài)電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率低。
硫化物材料按照組成可分為兩類，一類是二元硫化物電解質(zhì)，一類是三元硫化物固態(tài)電解質(zhì)。因其超高離子電導(dǎo)率、低加工溫度和低剛性而備受關(guān)注，但是穩(wěn)定性較差。
當(dāng)然，還有其他技術(shù)方面的難點(diǎn)。比如，真正意義上的固態(tài)電池要求的是“液體全替代”，這里替代的不僅是電解質(zhì)，還有正負(fù)極材料。
此時(shí)難免就有個(gè)問(wèn)題：固態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)正負(fù)極材料之間是否能完全充分接觸。如若接觸不充分，極易增加阻抗性，同時(shí)使得鋰離子在電極表面沉積不勻，進(jìn)而加速鋰枝晶的形成。
目前，已有多家企業(yè)開(kāi)始布局對(duì)于固態(tài)電池使用的正負(fù)極材料研發(fā)領(lǐng)域。上市公司中，容百科技、當(dāng)升科技等正極材料頭部企業(yè)均提前布局了針對(duì)固態(tài)電池使用的高鎳三元、富鋰錳基等正極材料的研發(fā)；天目先導(dǎo)、蘭溪致德、索理德等一批聚焦于硅碳材料的創(chuàng)新企業(yè)也正在硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化痛點(diǎn)上重點(diǎn)攻關(guān)。
不過(guò)眼下來(lái)看，由于技術(shù)不成熟，仍面臨鋰枝晶的威脅。
再看成本，全固態(tài)電池的制造成本太高，約是鋰電池的4倍以上。最重要的就是電解質(zhì)原材料供應(yīng)問(wèn)題，像氧化物電解質(zhì)中的主要材料之一“鋯”礦資源儲(chǔ)量少，需求量大，進(jìn)口依賴度高達(dá)90%，供需格局長(zhǎng)期偏緊。
據(jù)了解，如果按現(xiàn)在的全固態(tài)電池成本來(lái)裝一輛車，估計(jì)整車預(yù)算會(huì)超過(guò)100萬(wàn)，這是一般用戶根本無(wú)法承受的。
04 小步勤挪，攀高峰
蔚來(lái)汽車創(chuàng)始人曾表示：目前市場(chǎng)上所謂的半固態(tài)電池并沒(méi)有太多實(shí)際意義，只是象征意義而已。因?yàn)檫@類電池的成本高昂，很難在市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用。
簡(jiǎn)而言之，目前關(guān)于固態(tài)電池的討論，其概念股相對(duì)更火一些。
至于真正意義的固態(tài)電池多久落地，也有一些預(yù)測(cè)。豐田曾在2017年宣布預(yù)計(jì)到2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，而后延遲到2025年，最新得知又延后至2028年。目前多數(shù)觀點(diǎn)是預(yù)計(jì)在2030年，全固態(tài)電池有望實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化。
不過(guò)，商業(yè)化的實(shí)現(xiàn)前期需要的是“微創(chuàng)新”，即對(duì)于固態(tài)電池領(lǐng)域的不斷嘗試、技術(shù)的一點(diǎn)點(diǎn)突破。這也是目前選擇半固態(tài)電池作為過(guò)渡產(chǎn)品的原因之一。
俗話說(shuō)“一口吃不成個(gè)胖子”，殊不知，現(xiàn)在市面上關(guān)于半固態(tài)電池的各類消息，正是全固態(tài)電池研發(fā)過(guò)程中的每一次“微創(chuàng)新”。
近日，世界化工巨頭阿科瑪(Arkema)宣布已簽署協(xié)議擬收購(gòu)離子液體企業(yè)Proionic近78%股權(quán)，而離子液體結(jié)合電導(dǎo)率和不易燃特性，就成了固態(tài)電解質(zhì)配方關(guān)鍵組件；臺(tái)灣輝能科技建成了全球首條固態(tài)電池量產(chǎn)線，其固態(tài)電池僅需12分鐘充電即可實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航；正力新能發(fā)布首款雙重半固態(tài)超長(zhǎng)續(xù)航大圓柱電池——正力·騏龍，集超安全、超高能量密度、及整車100萬(wàn)公里超長(zhǎng)壽命和充電10分鐘續(xù)航500公里的超快充技術(shù)于一體......
中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授認(rèn)為：全固態(tài)電池是下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)，眼下不僅僅是我國(guó)，美國(guó)、歐盟、日韓等主要國(guó)家都將固態(tài)電池作為了發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。
對(duì)此，或許應(yīng)該再給固態(tài)電池一些時(shí)間。