固態電池上車，文字游戲還是未來已來？
2024年04月12日 14:26
來源：
蓋世汽車網
近段時間以來，固態電池的熱度不斷提升。
4月8日晚，智己汽車一場頗具爭議的發布會，將智己L6推向輿論的風口浪尖。同時，其“超快充固態電池首次量產上車”同樣引發了行業諸多議論。
“智己L6 Max光年版車型搭載了第一代光年固態電池，該電池具有安全性能高、電池不爆炸、能量密度大、續航高等特點?！敝羌浩嚶撓疌EO劉濤透露稱，搭載固態電池的智己L6 Max光年版車型，預售價格將不超過33萬元。
不過，有觀點認為，上汽智己“超快充固態電池”僅為“半固態”，與行業所理解的“全固態電池”有所差異。換言之，上汽智己無非是玩了一個文字游戲。
另一邊，廣汽埃安旗下昊鉑品牌宣布昊鉑“全固態”電池即將亮相，將于4月12日發布。據悉，該電池采用100%固態電解質，具備超高能量密度、超強本征安全（主要指單體安全），超寬使用溫域等特點，并已經“從實驗室走向量產應用”。
從液態電池走向半固態、全固態電池，最核心是電解質的改變。從液態電池到固態電池，需要通過改變化學材料，來提升能量密度、安全性能等，但是從無論技術、成本還是制造工藝上，都并非易事。業內普遍預判，2030年固態電池才能真正實現量產。
因此，智己汽車在獲得流量的同時，也在接受著“行業首創”還是“文字游戲”的質疑。無論如何，這輪爭議再次引發輿論高潮，固態電池時代要提前到來了？
全固態or半固態？固態電池上車爭議
與液態電池相比，固態電池之所以備受關注，因為其具有高能量密度和高安全性、體積小、寬溫區運行等諸多顯著優勢，是下一代高性能鋰電池重要代表。
我們進行橫向對比，就能看到固態電池的優勢。磷酸鐵鋰電池能量密度一般為100—160Wh/kg，三元鋰電池能量密度通常為150—350Wh/kg，固態電池能量密度則為400-900Wh/kg。從目前來看，傳統液態電池的能量密度已經接近350Wh/kg的理論極限，提升空間也已經十分有限。
從續航里程表現來看，電芯能量密度為270—320Wh/kg的車輛，滿電狀態下預計續航里程為600—700km。而搭載固態電池的車型續航里程表現，則能帶來更大的驚喜。
以智己L6 Max光年版搭載的固態電池為例，其單體能量密度達到368Wh，續航可以達到1000km。同時，該固態電池可實現高溫不可燃、減少穿刺短路的同時，峰值充電功率達400kW，充電12分鐘續航增加400km。
真鋰研究創始人墨柯強調，固態電池最大的優勢在于安全性。由于固態電池使用固態電解質，不同于液態電解質那般容易燃易爆。安全性的提升，還能帶來電池包能量密度的增加，因為可以減少為安全考慮而預留的空間和重量。
智己汽車表示，這一“超級電池”，還是行業內首個具備超快充能力的量產級固態電池。通過采用自研的“高離子電導率、耐高溫固態電解質”，以及“干法固態電解質層一體成型”技術，電芯整體內阻大幅下降，獲得超快充性能。高新技術還解決了硅基材料高膨脹問題，并保證固態電池的穩定性、循環性能和安全性能。
不過，上汽智己“超快充固態電池”卻被爭議為“偽固態”電池。眾所周知，液態電池的主要材料是正負極、隔膜和電解液。而固態電池中，則會分為半固態電池、準固態電池和全固態電池。
其中，半固態電池是固液混合電解質電池，是液態到固態電池的過渡產物，可以被目前的液態電池生產線兼容，通常液體含量10%為半固態與液態劃分臨界點，仍舊需要隔膜。
全固態電池的電解質采用全固體材料，不需要隔膜。相關研究顯示，其固態電解質能夠匹配電容量更大的正負極材料，實現更高的電池能量密度。而且固態電池安全性突出，可以抵抗熱失控和穿刺等擠壓力。
因此，從上汽智己公布的相關信息來看，這款上車的電池實為“半固態電池”。騰勢銷售事業部總經理趙長江就發布微博提出質疑，認為此時“宣傳半固態車用電池的就是在玩文字游戲”。智己汽車有關人士則解釋，半固態電池和準固態電池目前尚無明確標準，但使用固態電解質肯定可叫作固態電池，這與使用液態電解液的傳統電池是兩個時代的產物。
清陶能源是智己L6的動力電池供應商，對于這款電池的爭議，他們的態度則較為謹慎。清陶能源聯合創始人、總經理李崢就直言，“這款固態電池屬于半固態電池?！鼻逄漳茉刺岢龉虘B電池產業化路徑，第一代固態電池，即在智己汽車上裝車量產的電池，被稱為半固態電池；2025年會開發第二代固態電池；最終實現第三代固態電池量產，也就是全固態電池。
而半固態電池之所以開始上車，與其生產工藝有著較大的關系。半固態電池可兼容傳統鋰電池生產工藝，生產設備基本上可以與鋰電兼容，只需新增加一條專產半固態隔膜的生產線，生產設備與液態電池隔膜的設備兼容。
半固態電池要求隔膜的孔徑更大、強度更高，并采用濕法+涂覆的工藝。對比傳統電池，半固態電池的隔膜無明顯工藝改變，調整參數即可。另外，單位半固態電池對隔膜的需求量沒有變化。
當然，盡管上汽智己的“光年固態電池”是半固態電池，但是也讓智己L6擁有超30%的能量密度提升，續航里程超過1000km，整體實力不容小覷。整體來看，上汽智己搭載的光年固態電池，讓我們看到了動力電池持續發展的前景，開啟了固態電池上車的第一步。
成本仍是固態電池商業化的重大阻礙
根據液態電解質含量的情況，有行業人士對固態電池進行了更為明確的區分。業內認為，固態電池的發展路徑大致可以分為半固態（5-10wt%）、準固態（0-5wt%）、全固態（0wt%）等階段，其中半固態、準固態使用的電解質均為混合固液電解質。
從固態電池的發展情況來看，全球范圍內，全固態電池還處于研發和試制階段。而制約全固態電池產業化的主要局限在材料技術、制備技術還不夠成熟，生產成本過高。因此，行業普遍認為全固態電池距離大規模產業化還需3-5年時間。
固態電池目前遇到的技術難題，就是電池的耐久性不夠。因為電池在充放電過程中會反復膨脹和收縮，在正極、負極和固態電解質之間極易產生裂縫，導致電池性能劣化。
從技術角度來看，“離子電導率”是固態電池遇到了技術難題之一。在固態電池中，鋰離子主要是通過固體物質來傳導，電池中電解質的功能是為鋰離子在正負極之間傳輸搭建通道，而決定鋰離子運輸是否順暢的指標被稱為離子電導率。傳導的好壞跟固體物質的致密程度密切相關，越致密傳導越好。
也就是說，固態電池要普及，必須在材料進行突破，之后在提升生產工藝，最后通過大批量生產降低成本等問題。
動力電池行業人士張強就指出，整車企業將電池的安全放在第一位，然后是電池的壽命與可靠性，以及成本?！安贿^固態電池商業化最大的問題還是成本問題。全固態電池能量密度再高，主流的電動汽車看重的還是成本。只要固態電池成本下降，那么應該很快就能商用?！?/div>
有數據顯示，固態電池成本高于液態電池，主要體現在固態電解質和正負極。固態電解質用到的部分稀有金屬原材料價格較高，比如，氧化物電解質含鋯、硫化物電解質含鍺，銅鋰復合帶價格1萬元/kg。此外，全固態對生產工藝、成本和質量控制也提出了更嚴苛的要求，生產設備替換率大，全固態電池成明顯高于現有液態電池。
中國化學與物理電源行業協會秘書長劉彥龍則表述，全固態電池的工藝和設備將發生巨大變化，電池前段的生產設備可能都需要重新開發。認真區分來看，全固態電池與半固態電池、液態電池是不同的概念，全固態電池在車輛上實現規?；瘧?，要等到2030年左右。
2024年，不如說是半固態電池上車元年
整體來看，半固態電池便是動力電池從液態走向固態的妥協性產物，也是發展全固態電池的一個必然階段。綜合多方信息，與其說2024年是固態電池發展的重要年份，不如說是半固態電池上車元年。
在智己L6“光年固態電池”上車之前，蔚來、嵐圖等企業的半固態電池早已經裝車量產。此外，還有賽力斯、高合、哪吒等多家車企都官宣了自己的半固態電池量產計劃。
動力電池企業也將半固態電池上車計劃提上日程。蓋世汽車不完全統計，目前已經有包括寧德時代、中創新航、蜂巢能源、輝能科技、贛鋒鋰業、億緯鋰能、國軒高科等國內外十幾家動力電池企業也都已在布局半固態電池，并且明確了上車計劃。
固態電池上車，文字游戲還是未來已來？
根據相關機構統計統計，截止2023年底，國內半固態電池產能規劃累計超過298GWh，落地產能接15GWh。2024年將是固態電池產業發展的重要節點，年內有望實現（半）固態電池的大規模裝載應用，預計全年裝機總量將歷史性地突破5GWh大關。
當然，盡管半固態電池已經邁入商業化拐點，但是價格依舊還需要進一步下降。蔚來聯合創始人、總裁秦力洪就透露，一塊150kWh的半固態電池開發成本甚至與一輛ET5的成本相當。
換言之，超長續航半固態電池的成本仍然非常高昂，從成本角度來考慮，車企估計會以選配半固態電池版本車型的方式進行推廣。
再回到廣汽埃安昊鉑的視角，如果其全固態電池真正能做到量產裝車，那么全固態電池時代提前到來，也許會成為可能。當然，關于昊鉑汽車100%全固態電池真正情況，4月12日的廣汽科技日上或許才能水落石出。（蓋世汽車 李爭光）
（責任編輯：龔磊）
