無(wú)獨(dú)有偶，另一家固態(tài)電池廠商輝能科技也在近日獲得了融資，投資方來(lái)自國(guó)新科創(chuàng)，總金額達(dá)數(shù)千萬(wàn)美元。

　　除此之外，今年以來(lái)，衛(wèi)藍(lán)新能源、Solitor、高能時(shí)代、Factorial Energy、恩力動(dòng)力、SES等國(guó)內(nèi)外多家固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)也接連獲得資本青睞。投資方包括華為、小米、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、梅賽德斯-奔馳、本田汽車(chē)、吉利控股、上汽集團(tuán)、通用汽車(chē)、現(xiàn)代汽車(chē)、起亞等，陣容相當(dāng)豪華。

　　很顯然，固態(tài)電池已經(jīng)成為各大汽車(chē)廠商爭(zhēng)奪未來(lái)純電動(dòng)車(chē)話語(yǔ)權(quán)的核心技術(shù)。

　　01 為什么受寵?

　　固態(tài)電池雖然正逐漸站上風(fēng)口，但由于其商業(yè)化在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致各方對(duì)這一技術(shù)路線仍存較大爭(zhēng)議。

　　固態(tài)電池好在哪?

　　第一、固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰電池的電解液和隔膜。與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池更安全、能量密度也更高、循環(huán)性能更強(qiáng)。

　　第二、固態(tài)電池技術(shù)被認(rèn)為將大幅縮減電動(dòng)汽車(chē)的成本，有研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，量產(chǎn)固態(tài)電池的成本僅為目前鋰離子電池的40%。

　　基于以上兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，在下一代汽車(chē)動(dòng)力電池的自主研發(fā)技術(shù)中，讓固態(tài)電池成為了風(fēng)向標(biāo)。

　　盡管前景可期，但由于技術(shù)和工藝上的種種問(wèn)題，發(fā)展固態(tài)電池的道路并非一帆風(fēng)順。

　　首先，高效的電解質(zhì)材料體系缺乏。

　　作為固態(tài)電池的核心材料，目前在固體鋰離子導(dǎo)體的單一指標(biāo)上已有所突破，但綜合性能尚不能滿足大規(guī)模儲(chǔ)能需求?，F(xiàn)今固態(tài)電池采用的固態(tài)電解質(zhì)普遍存在性能短板，距離高性能鋰離子電池系統(tǒng)的要求仍有不小的差距。

　　其次，固態(tài)電解質(zhì)和電極的界面處理也是固態(tài)電池目前面臨的一大難題。

　　在固體電解質(zhì)中鋰離子傳輸阻抗很大，與電極接觸的剛性界面接觸面積小，在充放電過(guò)程中電解質(zhì)體積的變化容易破壞界面的穩(wěn)定。

　　此外，在固態(tài)鋰電池中，除了電解質(zhì)和電極之間的界面，電極內(nèi)部還存在復(fù)雜的多級(jí)界面，電化學(xué)以及形變等因素都會(huì)導(dǎo)致接觸失效影響電池性能。

　　第三，長(zhǎng)期使用時(shí)穩(wěn)定性不理想也是長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能固態(tài)電池發(fā)展的瓶頸。

　　固態(tài)電池在服役過(guò)程中結(jié)構(gòu)與界面會(huì)隨時(shí)間發(fā)生退化，但退化對(duì)電池綜合性能的影響機(jī)制尚不明確，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效應(yīng)用。而構(gòu)建高性能固態(tài)電池需要從兩方面入手，一是構(gòu)建高性能的固態(tài)電解質(zhì)，二是提高界面的相容性和穩(wěn)定性。

　　針對(duì)固態(tài)電池，我們要從最基礎(chǔ)的材料、界面、單體，一直到最終的系統(tǒng)模塊進(jìn)行研究，只有從根本上解決了關(guān)鍵材料和界面問(wèn)題，才能開(kāi)展系統(tǒng)的工藝研究，從而滿足單電池的性能要求。

　　02 百家爭(zhēng)鳴

　　面對(duì)發(fā)展過(guò)程中接連不斷的挑戰(zhàn)，各種新技術(shù)“百家爭(zhēng)鳴”，一些固態(tài)電池技術(shù)也有了最新突破。

　　比如前兩年，在固體電解質(zhì)材料上，業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)基于石榴石結(jié)構(gòu)的鋰鑭鋯氧(LLZO)固體電解質(zhì)體系的固態(tài)電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能，它也因此成為一大技術(shù)熱點(diǎn)。

　　LLZO是一種性能優(yōu)異的填料，能夠提高聚合物基復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的性能，基于LLZO的固態(tài)電池循環(huán)1000次后容量仍能保持81%。

　　去年，由沙特支持的印度研究者Saturnos也計(jì)劃公布其增強(qiáng)蝕變鋁離子(Enhanced Altered Aluminum Ion，簡(jiǎn)稱Ea?I)電池化學(xué)成分的獨(dú)立測(cè)試。

　　據(jù)悉，該電池不使用鈷或鎳，不存在鋰離子的枝晶和熱失控火災(zāi)問(wèn)題。相反，Ea?I 系統(tǒng)的陰極使用了高能、改變和無(wú)序的巖鹽結(jié)構(gòu)。

　　一組15kW的固態(tài)鋁離子電池重達(dá)565公斤，支持1200公里的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程，并能持續(xù)至少20000次充放電循環(huán)，在汽車(chē)使用中可提供長(zhǎng)達(dá)15年的穩(wěn)定壽命

　　Saturnos表示，預(yù)計(jì)在2022年推出固態(tài)可充電鋁電池。投產(chǎn)后，它將成為世界上第一款商用鋁離子固態(tài)電池。

　　英國(guó)薩里大學(xué)(University of Surrey)研究人員也在近日成功開(kāi)發(fā)出一款新型高密度固態(tài)鋰離子電池，該研究團(tuán)隊(duì)將氙離子注入陶瓷氧化物材料中，以制造固態(tài)電解質(zhì)。

　　研究小組發(fā)現(xiàn)，他們的方法創(chuàng)造出一種電池電解質(zhì)，且與未注入陶瓷氧化物材料的電池相比，其壽命提高了30倍，這款電池不久將會(huì)應(yīng)用到汽車(chē)上。

　　總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于固態(tài)電池的研究，目前已經(jīng)從學(xué)術(shù)層面逐漸走向?qū)嵺`。

　　豐田歐洲研發(fā)負(fù)責(zé)人杰拉爾德·基爾曼也曾公開(kāi)表示，豐田已經(jīng)制造出配備固態(tài)電池技術(shù)功能的測(cè)試原型車(chē)，目前正在進(jìn)行耐用性為主導(dǎo)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，將在2025年正式投入使用。

　　梅賽德斯-奔馳近期也宣布將投資數(shù)千萬(wàn)美元加速固態(tài)電池的發(fā)展，奔馳官方稱，最早在今年進(jìn)行測(cè)試原型電池，五年內(nèi)將固態(tài)電池技術(shù)集成到汽車(chē)上。

　　固態(tài)電池技術(shù)的前景正在吸引更多汽車(chē)制造商入局，他們都被電池的高能量密度和高安全性所吸引。

　　梅賽德斯汽車(chē)首席運(yùn)營(yíng)官M(fèi)arkus Schfer稱，通過(guò)選擇固體電解質(zhì)而不是液體電解質(zhì)，電池可以提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程和更短的充電時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要性是顯而易見(jiàn)的。

　　03 何時(shí)產(chǎn)業(yè)化?

　　固態(tài)電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì)很明顯，但在產(chǎn)業(yè)化方面，因?yàn)橐恍╆P(guān)鍵技術(shù)涉及到各個(gè)企業(yè)核心技術(shù)而無(wú)法獲取，導(dǎo)致基于工程化應(yīng)用方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步探究。

　　過(guò)去幾年，全球汽車(chē)巨頭產(chǎn)業(yè)都在投資研發(fā)這一領(lǐng)域，全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的加入導(dǎo)致這一市場(chǎng)的“僧多肉少”，做科研和做技術(shù)的企業(yè)就那么多，誰(shuí)能先拿下就是誰(shuí)的。

　　此前，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高在接受媒體采訪時(shí)表示，雖然中國(guó)目前在汽車(chē)動(dòng)力電池供應(yīng)上處于絕對(duì)龍頭地位，但歐美和日韓企業(yè)已經(jīng)在下一代固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)上處于領(lǐng)先地位。

　　歐陽(yáng)明高認(rèn)為，如果從國(guó)家角度來(lái)講，目前固態(tài)電池技術(shù)最好的國(guó)家是日本。因?yàn)槿毡驹诠虘B(tài)電池的研發(fā)中制定了非常詳細(xì)的國(guó)家性計(jì)劃，每一步的分工都非常明確。

　　“而我國(guó)現(xiàn)在研發(fā)全固態(tài)電池還屬于各自為政階段，沒(méi)有一個(gè)完整的國(guó)家計(jì)劃來(lái)推動(dòng)，所以相比之下，日本應(yīng)該要超前我們 5 年?！?/p>

　　從2021年開(kāi)始，日系三大車(chē)企豐田、本田、日產(chǎn)汽車(chē)都陸續(xù)對(duì)外發(fā)布2030戰(zhàn)略。這些戰(zhàn)略在表達(dá)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的決心之外，無(wú)一例外地把固態(tài)電池的研發(fā)作為重點(diǎn)戰(zhàn)略之一，并給出了具體的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

　　三家日系車(chē)企中，豐田的固態(tài)電池進(jìn)展啟動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)更靠前，最先試制。日產(chǎn)和本田則統(tǒng)一在2024年建設(shè)試產(chǎn)線，為量產(chǎn)做準(zhǔn)備。雖前期步調(diào)有些許差異，但三家均將批量生產(chǎn)時(shí)間設(shè)在2030年前。

　　最多五年的時(shí)間，三家車(chē)企都需要完成全固態(tài)電池的試產(chǎn)、量產(chǎn)到上車(chē)應(yīng)用，節(jié)奏十分緊湊。對(duì)比液態(tài)鋰電池的依賴外部供應(yīng)商模式，日系車(chē)企對(duì)固態(tài)電池自造的迫切可見(jiàn)一斑。

　　那我們的路該怎么走?

　　按照上海大學(xué)新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心研究員羅向群的觀點(diǎn)，企業(yè)可以分為三類路線：

　　第一種是半固態(tài)電池路線者，其實(shí)多半是從全固態(tài)路線轉(zhuǎn)為半固態(tài)路線，并且在可見(jiàn)的將來(lái)基本上專注于半固態(tài)電池，比如衛(wèi)藍(lán)新能源、SES、浙江鋒鋰等。

　　目前看，半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車(chē)的時(shí)間點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)。今年3月，衛(wèi)藍(lán)新能源首席科學(xué)家、創(chuàng)始人李泓透露，衛(wèi)藍(lán)新能源開(kāi)發(fā)了混合固液電解質(zhì)動(dòng)力電池，并將在蔚來(lái)ET7車(chē)型上量產(chǎn)應(yīng)用，單次充電1000km，電池包電量達(dá)到150kWh，單體能量密度達(dá)到360Wh/kg。

　　半固態(tài)電池量產(chǎn)上車(chē)，是一個(gè)很重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。不過(guò)，半固態(tài)電池量產(chǎn)初期，價(jià)格不會(huì)便宜，有多少消費(fèi)者愿意為此買(mǎi)單還是一個(gè)未知數(shù)。

　　第二種是直接選擇全固態(tài)電池路線，如比亞迪已公布了固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)品計(jì)劃，還有的屬于整車(chē)企業(yè)選擇全固態(tài)產(chǎn)品，如天際汽車(chē)與輝能科技簽約固態(tài)鋰陶瓷電池電芯技術(shù)授權(quán)等;

　　第三種是選擇“兩條腿走路”，例如國(guó)軒高科、蜂巢能源等。5月27日，國(guó)軒高科在其第十一屆科技大會(huì)上發(fā)布了一款半固態(tài)電池，該款電芯能量密度達(dá)到360Wh/kg，將在今年年底量產(chǎn)上車(chē)。

　　而無(wú)論哪種路線，現(xiàn)階段我國(guó)的固態(tài)電池領(lǐng)域最先要解決的問(wèn)題是如何合理運(yùn)用資金拿下固態(tài)電解質(zhì)。

　　做材料這種事不可操之過(guò)急，需要靜下心來(lái)長(zhǎng)期積累，有了夯實(shí)基礎(chǔ)才能做到厚積薄發(fā)，中國(guó)全固態(tài)電池技術(shù)的落后，并不可怕，可怕的是不去做，況且技術(shù)研發(fā)不是一個(gè)恒定的值，在“你爭(zhēng)我趕”的過(guò)程中，我們有望顛覆。

　　事實(shí)上，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，寧德時(shí)代和蔚來(lái)汽車(chē)均在固態(tài)電池的研發(fā)中已取得階段性進(jìn)展，另外，在小米、華為、輝能科技、春華資本、丹豐資本等資本的幫助下，國(guó)內(nèi)固態(tài)電池領(lǐng)域的投資也取得了較好的成績(jī)。

　　只不過(guò)現(xiàn)在的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，磷酸鐵鋰、三元鋰、半固態(tài)和固態(tài)電池處于一種混合存在的狀態(tài)，它們都有著此時(shí)此刻自己應(yīng)該扮演的角色。

　　雖然現(xiàn)在固態(tài)電池還未應(yīng)用在汽車(chē)上，但在消費(fèi)電子、無(wú)人機(jī)等終端設(shè)備之上，卻已經(jīng)得到了不少的應(yīng)用。

　　歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)，固態(tài)電池真正在汽車(chē)領(lǐng)域大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，大概的時(shí)間是在2025～2030年之間。