日前，在第二屆世界動(dòng)力電池大會(huì)云上宜賓高端論壇中，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高提到新能源汽車的一個(gè)重要趨勢(shì)判斷就是：“現(xiàn)在全球已經(jīng)有無(wú)數(shù)人投入到了這場(chǎng)創(chuàng)新運(yùn)動(dòng)，隨著CHATGPT 技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)新材料的探索效率極大提高，開發(fā)的周期能夠縮短，通過(guò)全球的努力，全固態(tài)電池能夠取得成功。”

歐陽(yáng)明高指出，全固態(tài)電池技術(shù)雖然現(xiàn)目前仍然面臨著很多挑戰(zhàn)，但仍然是我們值得去追求的目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)不是短期的，可以看作是面向2030年，值得創(chuàng)新的目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)要對(duì)這一技術(shù)路線高度重視。

(資料圖片僅供參考)

中科院歐陽(yáng)明的呼吁，代表了行業(yè)的焦慮，其實(shí)也是消費(fèi)者的訴求。而全固態(tài)電池如果能夠成功，但最終是不是中國(guó)廠商做成功很關(guān)鍵，這可能事關(guān)中國(guó)新能源的下一階段的競(jìng)爭(zhēng)力。

從成本到研發(fā)難題，固態(tài)電池的可行性難題還很大

電池是新能源汽車的核心部件，電車的進(jìn)化與升級(jí)，電池技術(shù)的瓶頸突破是關(guān)鍵一環(huán)。

目前市面上的動(dòng)力電池主要有兩種，一種是磷酸鐵鋰電池，另外一種三元鋰電池。三元鋰電池能量密度更高，續(xù)航里程更長(zhǎng)，但由于安全性差的短板，已經(jīng)逐步被磷酸鐵鋰所取代，目前大多數(shù)新能源起火事故，都和三元鋰電池有關(guān)。

這兩種電池的結(jié)構(gòu)差不多，主要由正極、隔膜、負(fù)極，再灌上電解液制造而成，它們統(tǒng)稱為液態(tài)電池。

固態(tài)電池與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，它是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池，而不是傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體或凝膠電解質(zhì)。

固態(tài)的電解質(zhì)有什么好處呢？就是它具有更高的能量密度。原理是它具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。此外，它采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。

固態(tài)電池，其實(shí)我們并不陌生，消費(fèi)者自家用的5號(hào)電池、7號(hào)電池其實(shí)都是固態(tài)電池，只是材料不是鋰。而大功率的汽車用的電池內(nèi)部材料是液態(tài)鋰，也是目前的主流。

科學(xué)家和車企早就意識(shí)到液態(tài)鋰材料電池的能量密度快到極限了，需要開發(fā)一種能量密度更高的電池材料，而固態(tài)的比液態(tài)的能量密度高，鋰和玻璃合成固態(tài)材料可以用于做固態(tài)電池，是目前的一種主流研發(fā)方向。

如果從材料變革的角度來(lái)看，固態(tài)電池當(dāng)下最有可能產(chǎn)生顛覆性的變革。

但對(duì)于歐陽(yáng)明高的觀點(diǎn)，目前部分整車廠與頭部電池企業(yè)似乎并不認(rèn)可。比如在此次論壇中，上汽集團(tuán)副總工程師、上汽捷能汽車技術(shù)有限公司總經(jīng)理朱軍說(shuō)，對(duì)于整車廠而言，電池的安全放在考慮和計(jì)算的第一位，然后是電池的壽命與可靠性，以及成本。

朱軍認(rèn)為，“最后計(jì)算的還是成本。全固態(tài)電池能量密度再高，主流的電動(dòng)汽車看重的還是成本。如果半固態(tài)、全固態(tài)電池能夠幫助主流汽車廠商降低成本，那么應(yīng)該很快就能商用?！?/p>

國(guó)內(nèi)第三大動(dòng)力電池廠商高級(jí)副總裁兼CTO潘芳芳同樣強(qiáng)調(diào)：如果全固態(tài)電池到了量產(chǎn)的時(shí)間，而液態(tài)電池的安全性也取得了相應(yīng)的進(jìn)步，并且能夠很好地兼顧性能、技術(shù)、成本的話，一條技術(shù)路線大規(guī)模的推廣需要考慮成本和實(shí)際。當(dāng)全固態(tài)電池商業(yè)化成功的時(shí)候，其能否跟更成熟的液態(tài)電池相比又要打個(gè)問號(hào)。

因此，基于成本與安全的考量，國(guó)內(nèi)一眾大廠對(duì)固態(tài)電池依然采取謹(jǐn)慎的態(tài)度，認(rèn)為液態(tài)電池也在進(jìn)步，全固態(tài)未來(lái)未必能跟更成熟的液態(tài)相比。

畢竟，也如上述車企負(fù)責(zé)人所說(shuō)的，車企對(duì)固態(tài)電池的商用與研發(fā)需要考慮到成本問題，如果投入產(chǎn)出比不劃算，投入太高，而又商用困難，可能就不在車企的考慮范疇之內(nèi)。

目前部分企業(yè)考慮到成本問題，其實(shí)有一定的道理，過(guò)去固態(tài)電池的研發(fā)為何遲遲推進(jìn)不下去，一大原因在于固態(tài)電池的成本是液態(tài)電池的四倍，這是它的核心難題。如果把固態(tài)電池的成本打下來(lái)，固態(tài)電池的普及難度就會(huì)極大降低。

固態(tài)電池不僅是成本高，而且研發(fā)難題是非常大的。寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群也曾經(jīng)表示：“固態(tài)電池有很多科學(xué)及技術(shù)的基礎(chǔ)問題尚未解決，我們公司深耕10多年，仍然認(rèn)為難以形成有技術(shù)可行性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品?！?/p>

警惕固態(tài)電池被國(guó)外彎道超車

但固態(tài)電池是未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的重要一環(huán)。電動(dòng)汽車的核心成本就在電池上，從電動(dòng)汽車的未來(lái)方向來(lái)看，電池技術(shù)的瓶頸是限制整個(gè)電動(dòng)汽車突破的核心一環(huán)。

而固態(tài)電池解決了專家談到的能量密度的問題——它采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。

其次是解決了充電速度與續(xù)航焦慮的問題。它的充電速度可提高幾倍以上，如果技術(shù)成熟，一般可以在幾分鐘之內(nèi)完成充電，而且不受溫度限制，那么這意味著充電續(xù)航的短板完全被解決。因?yàn)楫?dāng)前油車與電車充電時(shí)長(zhǎng)差，溫度太高充電導(dǎo)致自然的概率等問題是消費(fèi)者使用電車的一個(gè)很大的痛點(diǎn)；其次是能量密度翻倍，續(xù)航里程達(dá)到1000km以上。

更重要的是，由于固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃性、無(wú)腐蝕性、無(wú)揮發(fā)、不會(huì)漏液等特性，化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定，穿刺后也不用擔(dān)心自燃等安全問題。

某種程度上，固態(tài)電池帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)包括充電速度更快、能量密度大幅提升、安全性更高（隔膜）、低溫不怕電量跳水（電解液）、循環(huán)壽命更長(zhǎng)以及對(duì)熱管理的需求會(huì)降低，它相對(duì)完美的解決了當(dāng)前電池技術(shù)的瓶頸與問題。

因此，對(duì)于固態(tài)電池的研發(fā)，中國(guó)車企或不應(yīng)該僅僅局限于成本上的理解。因?yàn)槟壳皣?guó)外在固態(tài)電池領(lǐng)域的投入很大，日產(chǎn)今年已經(jīng)宣布固態(tài)電池研發(fā)成功，目標(biāo)是2025年開始試生產(chǎn)，2028年生產(chǎn)一款由固態(tài)電池驅(qū)動(dòng)的全新電動(dòng)汽車。

從日產(chǎn)的說(shuō)法來(lái)看，其固態(tài)電池已經(jīng)完全去除了電池中的液體元素，將大大提高存儲(chǔ)和電力傳輸?shù)男?。不僅比鋰電池節(jié)省50%的成本，還將能源密度提高一倍，充電速度提高三倍。

日產(chǎn)首家宣布研發(fā)成功，但擁有固態(tài)電池技術(shù)專利最多的豐田汽車。豐田計(jì)劃2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，2030年前全固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。

此外，在歐洲，大眾集團(tuán)投資了固態(tài)電池初創(chuàng)公司QuantumScape，并在2021年稱，預(yù)計(jì)固態(tài)電池投入使用的時(shí)間將在2025年。早前寶馬集團(tuán)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。

此外，梅賽德斯奔馳很早就與電池廠商在聯(lián)合開發(fā)制造配備固態(tài)電池的測(cè)試車輛。作為德國(guó)也是歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)(Fraunhofer-Gesellschaft)在做一個(gè)關(guān)于固態(tài)電池的戰(zhàn)略性國(guó)際合作計(jì)劃。

歐洲也推出了《電池2030規(guī)劃》及《2030電池創(chuàng)新路線圖》，由歐盟多國(guó)共同出資32億歐元用于發(fā)展固態(tài)電池。

如果歐洲日本在固態(tài)電池?fù)尩南葯C(jī)，有可能給汽車的競(jìng)爭(zhēng)力帶來(lái)極大提升，也存在彎道超車的可能性。一旦國(guó)外車企做到固態(tài)電池的領(lǐng)先，那么很可能對(duì)現(xiàn)有的液態(tài)電池造成降維打擊。

固態(tài)電池能夠成功，但誰(shuí)成功更重要

如前所述，目前部分企業(yè)考慮到成本問題，有一定的道理，尤其是當(dāng)前汽車行業(yè)的問題在于，行業(yè)價(jià)格戰(zhàn)打的越來(lái)越兇，車企的競(jìng)爭(zhēng)逐步卷向成本控制方向，競(jìng)爭(zhēng)加劇的狀況下，未來(lái)汽車的利潤(rùn)會(huì)越來(lái)越薄。那么基于對(duì)研發(fā)成本與實(shí)際商用角度的考量，對(duì)固態(tài)電池抱持謹(jǐn)慎態(tài)度也是可以理解的。

但無(wú)論是從產(chǎn)品體驗(yàn)還是消費(fèi)者意愿上，固態(tài)電池似乎又不能不跟。

南方科技大學(xué)清潔能源研究院院長(zhǎng)劉科曾經(jīng)談到過(guò)一個(gè)重要觀點(diǎn)，再過(guò)20年，電動(dòng)車也比不過(guò)油車，因?yàn)槟芰棵芏群苤匾?。再過(guò)10年，單位體積的電池存儲(chǔ)電量可能還是跟單位體積的汽油沒法比。

如前所述，固態(tài)電池的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是大大提升了能量密度。從這個(gè)角度來(lái)看，新能源形成對(duì)燃油車的壓倒性優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)可能在于固態(tài)電池的量產(chǎn)與普及的時(shí)候，解決了能量密度、充電速度、里程焦慮以及安全性等短板，電車將形成對(duì)油車的壓倒性優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)在新能源汽車在三電技術(shù)到全產(chǎn)業(yè)鏈，都逐步走入到前列，在國(guó)內(nèi)，比亞迪的刀片電池也可以說(shuō)是支撐比亞迪品牌溢價(jià)的一大殺手锏，但國(guó)內(nèi)車企依然需要對(duì)未來(lái)的趨勢(shì)保持敏銳，因?yàn)闅W洲日本都在固態(tài)電池領(lǐng)域投入巨大，歐洲日本的戰(zhàn)略目的就是寄希望通過(guò)固態(tài)電池的彎道超車，如果在固態(tài)電池領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)沒有搶到先機(jī)，那么行業(yè)發(fā)展的第二階段能否繼續(xù)維持優(yōu)勢(shì)就很難說(shuō)了。

因此，放下成本思維，有長(zhǎng)期的戰(zhàn)略性研發(fā)投入，或應(yīng)該是大廠的覺悟，在歐陽(yáng)明高看來(lái)經(jīng)過(guò)全球的努力，固態(tài)電池能夠成功。但筆者認(rèn)為，能否成功很重要，但誰(shuí)成功更重要。中國(guó)車企要清醒過(guò)來(lái)了。

因?yàn)槭装l(fā)成功者可能通過(guò)專利技術(shù)建立自己的壁壘，中國(guó)車企如果在該領(lǐng)域落后，或需要思考如何避免未來(lái)固態(tài)電池層面被人卡脖子的問題。

包括寧德時(shí)代等龍頭電池廠商以及比亞迪等頭部車企，過(guò)去都在固態(tài)電池領(lǐng)域投入了研發(fā)，但目前的成果還有限，對(duì)于大廠來(lái)說(shuō)，如果在固態(tài)電池領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)沒有搶到先機(jī)，在固態(tài)電池的供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)或?qū)⑹苤朴谌?，?guó)內(nèi)建立起來(lái)的電車優(yōu)勢(shì)可能要被打掉一部分。

爭(zhēng)奪固態(tài)電池的領(lǐng)先主導(dǎo)權(quán)，或應(yīng)該是國(guó)內(nèi)大廠必要的一種覺悟，這或也是中國(guó)的新能源廠商能是否能在第二階段取得領(lǐng)先的關(guān)鍵一步。

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