能量密度720Wh/kg車規(guī)級(jí)全固態(tài)電池來(lái)了 傳統(tǒng)燃油車要被終結(jié)？

　　【太平洋汽車 行業(yè)頻道】據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)，2023年中國(guó)新能源汽車銷量950萬(wàn)輛，滲透率達(dá)到了31.6%，其中國(guó)內(nèi)新能源乘用車銷量788萬(wàn)輛，滲透率超過(guò)了35%，遠(yuǎn)超全球平均水平（約18%）。而根據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)，今年第一季度，國(guó)內(nèi)新能源乘用車滲透率已達(dá)到41%，相比去年整體上升6個(gè)百分點(diǎn)，這一趨勢(shì)表明，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)于新能源汽車接受度、認(rèn)可度和購(gòu)買意愿在持續(xù)增強(qiáng)。

　　不過(guò)也有業(yè)內(nèi)人士表示，2024年后國(guó)內(nèi)新能源滲透率的上行趨勢(shì)會(huì)放緩，主要原因在于新能源車依然存在起火、自燃、充電焦慮、冬季續(xù)航焦慮、電池老化以及殘值率低等一系列問(wèn)題，尤其是續(xù)航里程焦慮，一直被詬病，極大影響可消費(fèi)者的購(gòu)買決策，也制約新能源汽車市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大。如何解決這些問(wèn)題也成為各大車企、電池廠商面臨的最大挑戰(zhàn)。

　　而在近日，這些問(wèn)題似乎找到了一絲解決方法，太藍(lán)新能源宣布成功制備出世界首塊車規(guī)級(jí)單體容量120Ah，實(shí)測(cè)能量密度達(dá)到720 Wh/kg的超高能量密度體型化全固態(tài)鋰金屬電池，刷新了體型化鋰電池單體容量和最高能量密度的行業(yè)紀(jì)錄。

寧德時(shí)代凝聚態(tài)電池

　　很多人不清楚這是什么概念？作為對(duì)比，現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池能量密度一般在100Wh/kg-160Wh/kg，而三元鋰離子電池包能量密度在150Wh/kg-260Wh/kg之間。更具體一點(diǎn)，特斯拉4680電池包能量密度為244Wh/kg，寧德時(shí)代麒麟電池包能量密度為255Wh/kg（極氪009搭載），而即使是寧德時(shí)代未來(lái)發(fā)布的凝聚態(tài)電池，其單體能量密度最高也僅為500Wh/kg，距離太藍(lán)新能源宣布的720Wh/kg一數(shù)字仍有一定距離。

　　不過(guò)需要注意的是，720Wh/kg是電芯的能量密度，并非電池包的整體能量密度。以蔚來(lái)150kWh電池包（衛(wèi)藍(lán)新能源提供）為例，其電芯能量密度為360Wh/kg，但量產(chǎn)上車后的電池包能量密度僅為260Wk/kg，這是因?yàn)殡姵匕€包含電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣連接件、結(jié)構(gòu)件等其他部件。所以電芯的能量密度和電池包的能量密度是兩個(gè)不同的概念，在實(shí)際應(yīng)用中，我們更關(guān)注的是電池包的整體性能和表現(xiàn)。

　　即使是這樣，實(shí)測(cè)能量密度達(dá)到720Wh/kg全固態(tài)鋰金屬電池仍在行業(yè)內(nèi)引起巨大關(guān)注與爭(zhēng)論，眾多自媒體將這一技術(shù)突破被視為電池領(lǐng)域的一大飛躍，吹噓它是傳統(tǒng)燃油車的終結(jié)者，甚至鼓吹它為電動(dòng)車革命。那么事實(shí)真的如此嗎？

　　我們先來(lái)看一下這720Wh/kg的能量密度是怎么做到的？據(jù)官方介紹，這款電池正極采用高克容量、長(zhǎng)循環(huán)富鋰錳基材料，負(fù)極則采用了超寬、超薄復(fù)合鋰金屬基材料。而電解質(zhì)是高性能氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，這是目前比較主流的一種固態(tài)電池的電解質(zhì)，可以有效防止鋰枝晶刺穿，并解決全固態(tài)鋰電池的固-固界面阻抗問(wèn)題，保證安全性和穩(wěn)定性。

　　不過(guò)這類電解質(zhì)會(huì)帶來(lái)內(nèi)部阻抗過(guò)大的問(wèn)題，而太藍(lán)新能源的解決方法是固態(tài)接觸面夾了一層凝膠態(tài)物質(zhì)，通過(guò)構(gòu)筑高效離子、電子傳輸網(wǎng)絡(luò)，提高正極內(nèi)部帶電粒子的遷移能力，從而優(yōu)化界面阻抗，實(shí)現(xiàn)了電池綜合性能的全面提升，有望從根本上解決傳統(tǒng)鋰離子電池的續(xù)航和安全焦慮問(wèn)題。另外，該公司還申請(qǐng)了相關(guān)專利。

　　官方提到的都是專業(yè)術(shù)語(yǔ)，相信大部分人都比較難以簡(jiǎn)單，其實(shí)簡(jiǎn)單概括來(lái)說(shuō)在于其獨(dú)特的電池材料設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新，擁有安全性高、續(xù)航長(zhǎng)兩大關(guān)鍵性優(yōu)勢(shì)。

比亞迪刀片電池

　　以往動(dòng)力電池廠商技術(shù)提升主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化，像我們熟悉的刀片電池、短刀片電池，還是CTB（電池車身一體化）、4680電池和麒麟電池等，其實(shí)都是電池包層面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，而非電芯層面能量密度提升。而固態(tài)、半固態(tài)電池，是真正通過(guò)化學(xué)材料的改變（用固態(tài)電解質(zhì)代替目前電池中所使用的液態(tài)電解質(zhì)），提升能量密度、改進(jìn)安全性能等方面。

　　因此，從客觀上來(lái)看，固態(tài)電池是新能源汽車的最終歸宿，也是各大車企、電池廠商追求的最終目標(biāo)。但是想要量產(chǎn)落地并進(jìn)行商業(yè)化還需要很長(zhǎng)的一段路要走，要克服諸多挑戰(zhàn)，包括生產(chǎn)成本、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率、充電設(shè)施等因素。

　　首先是量產(chǎn)的問(wèn)題，盡管固態(tài)電池在實(shí)驗(yàn)室中取得了一定的進(jìn)展，但要從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)仍然面臨諸多困難。這包括如何保證大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)電池性能的一致性、如何降低生產(chǎn)成本以及如何解決可能出現(xiàn)的安全隱患等問(wèn)題。

　　其中僅生產(chǎn)成本一項(xiàng)就令人退而卻步，固態(tài)電池的制造成本目前相對(duì)較高，這主要是由于其生產(chǎn)過(guò)程中所需的高純度材料和復(fù)雜的制造工藝，這涉及到要精確控制材料的配比、結(jié)構(gòu)和形態(tài)，以及電池的組裝和封裝過(guò)程，需花費(fèi)大量到研發(fā)到投資，確保生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和可靠性。

　　即使這些都順利完成，但如果一塊動(dòng)力電池成本占整車的60%，甚至80%，這無(wú)疑將直接影響到車企的利潤(rùn)和消費(fèi)者的購(gòu)車意愿，相信沒(méi)有車企愿意成為電池廠商的“打工者”，而消費(fèi)者也不會(huì)愿意為過(guò)高的電池成本買單。如果一項(xiàng)新技術(shù)無(wú)法普及并無(wú)法大規(guī)模量產(chǎn)，那么其成本難以得到有效平攤，這進(jìn)一步阻礙了其商業(yè)化和廣泛應(yīng)用。

　　當(dāng)下的氫燃料電池車無(wú)疑為未來(lái)固態(tài)電池車提供了寶貴的參考，諸如豐田Mirai售價(jià)74.80萬(wàn)元起；深藍(lán)SL03氫電版售價(jià)69.699萬(wàn)元；現(xiàn)代Nexo售價(jià)80萬(wàn)元。這些車型高昂售價(jià)都凸顯了新技術(shù)在商業(yè)化初期所面臨的成本挑戰(zhàn)。

　　其次就是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程中，還面臨著來(lái)自傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的競(jìng)爭(zhēng)。液態(tài)鋰離子電池在成本、能量密度和安全性方面已經(jīng)取得了一定的平衡，而固態(tài)電池要想在市場(chǎng)上取得一席之地，就需要在這些方面展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，且需要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間檢驗(yàn)。

　　最后是量產(chǎn)裝車的安全性問(wèn)題，固態(tài)電池雖然在理論上具有更高的安全性，但在實(shí)際應(yīng)用中還需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證。特別是在極端條件下，固態(tài)電池的安全性表現(xiàn)如何，還需要進(jìn)一步的研究和證實(shí)。

　　除此之外，量產(chǎn)車上即便搭載了高容量、充電速率高的固態(tài)電池，要有質(zhì)的提升，用戶端的充電設(shè)施也得跟上，目前支持5C充電速率的充電樁非常少，短時(shí)間內(nèi)難以普及，無(wú)法發(fā)揮固態(tài)電池的全部?jī)?yōu)勢(shì)。

　　固態(tài)電池在所有緯度都超越液態(tài)鋰離子電池是不爭(zhēng)的事實(shí)，但從各大汽車公司的時(shí)間表上不難發(fā)現(xiàn)固態(tài)電池的共性，商業(yè)化時(shí)間太久，2030年已是最樂(lè)觀的估計(jì)。所以離我們真正體驗(yàn)到的固態(tài)電池電動(dòng)車，還有是一定的時(shí)間。即使現(xiàn)在有車企或電池廠商公布自己有固態(tài)電池，那大概率也是期貨，吸引公眾眼球的一種營(yíng)銷方式。

　　綜上所述，從當(dāng)前的市場(chǎng)趨勢(shì)和技術(shù)發(fā)展來(lái)看，固態(tài)電池確實(shí)展現(xiàn)出了巨大的潛力和前景，但想要實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，仍需要解決一系列技術(shù)、生產(chǎn)和成本等問(wèn)題，距離量產(chǎn)落地更是還有很長(zhǎng)一段時(shí)間。

　　相比之下，傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池得益于其成熟的技術(shù)和相對(duì)低的成本，仍然是目前市場(chǎng)上的主流選擇。所以那些鼓吹固態(tài)電池的自媒體和網(wǎng)友，其實(shí)就是夸大其詞，用來(lái)博眼球并賺取流量。

　　而像開(kāi)頭所說(shuō)的續(xù)航里程焦慮問(wèn)題依然會(huì)是新能源汽車最大的短板之一，也是左右消費(fèi)者購(gòu)買意愿的重要因素，不過(guò)隨著車輛電池容量越來(lái)越大、風(fēng)阻系數(shù)優(yōu)化越來(lái)越好，以及充電設(shè)施建設(shè)越來(lái)越完善，續(xù)航里程焦慮問(wèn)題逐步得到緩解，加上新能源價(jià)格逐漸下探，“油電同價(jià)”、“電比油低”的宣傳口號(hào)接踵而至，不少傳統(tǒng)消費(fèi)者開(kāi)始嘗新，這也是新能源滲透率逐漸上升的重要原因。但想要持續(xù)上升，未來(lái)固態(tài)電池的普及依然最好的助燃劑。（文：太平洋汽車 吳啟星）