【汽车人】全固态电池上车，面临挑战

虽然业内对固态电池的量产前景给出了相对确切的预测，还做了相应的部署安排，但现在固态电池上车，仍面临两方面重大挑战。

文 /《汽车人》黄耀鹏

从今年年初到4月份，固态电池在业内采用的信息一个接一个，从既有大电池供应商到初创电池厂商，从跨国车企到国内品牌，似乎固态电池上车已近在眼前。

若果真如此，去年夏天认为的2030年量产节点，很可能大为提前。

不管从哪个角度衡量，当前固态电池“产业热”肯定是起来了，因为中国专利申请的增速已经升至全球最快。当然，日系积累专利仍是全球最多。

真正“全固态”仍不是现实

全球范围内，鉴于宣布在固态电池取得突破的大学、研究机构、电池厂商、基金会多达几十个，《汽车人》在本文只考虑主机厂商整车产品规划。

如果画一条线，即当下实现SOP（标准作业流程，即量产），就可以认为是“种子选手”。目前，实现SOP的有蔚来、岚图、智己。无一例外，它们都采用了半固态电池方案。

而固态、准固态、半固态，划分标准就是液态电解质的含量，液态（25wt%）、半固态（5-10wt%）、准固态（0-5wt%）和全固态（0wt%）（wt%为质量百分数），即低于10wt%，才进入半固态的门槛。

那么问题来了，如果完全没有液体电解质才叫“全固态”，那么当前已经实现SOP的都不能算真正的全固态。如今不管谁吆喝自己上马了“全固态”，但这些电池仍然需要液体成分润湿极片，帮助电子在正负极之间运动，这就和全固态的定义发生冲突。

有人打了比方，液态电池里，电子就像在水里游泳，而固态电解质里则像在沙子里游泳。显然，后者克服的障碍更多。

路线和时间变得清晰

全固态方案的流派，《汽车人》曾讨论过，目前业内比较看好通往量产的技术路线有三条，按照介质不同分为：聚合物、氧化物和硫化物。另外，卤化物路线已经在研发中落后，可能会边缘化。

日韩企业比较喜欢硫化物，欧美企业喜欢氧化物+锂金属负极，中企则是全都来，但这一年来中国汽车产业界和学术界，似乎都更偏重于锂金属负极和凝聚态，至少爆出来的成果展示如此。

硫化物空气性能很差，而且泄露了有毒有气味，好处是可以做的很薄，重量轻就等于能密高。

4月12日，广汽集团亮相了全固态电池（能密400Wh/kg），并宣布将在2026年实现SOP。这是迄今已知最早实现全固态量产的整车品牌。

至于处于实验室、道路测试、交付验证、小批试制、试样等不同阶段的，有大众汽车、丰田、日产、长安、北汽等。除了丰田和日产，多数企业，官方未给出具体上车节点，外界猜测的时间，仍是比较含糊的2025-2030年。

今年春节前，中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高给出了2030年节点。他预测：“固态成为下一代电池技术竞争的关键制高点，2030年左右全固态电池产业化突破的可能性极大。”他同时表示：“固态存在颠覆（锂离子电池行业）的风险，但还不是现实。”

两个重量级玩家

在众多研发机构和企业熙熙攘攘投资固态电池之际，有两家的态度比较重要。

一个是丰田。原因是丰田研发固态电池已经有11年，在主机厂里面投资最早，申请的专利也是最多的。

去年10月，丰田和出光兴产联合宣布取得全固态量产技术的“标志性突破”。丰田社长佐藤恒治表现得相当振奋地说，接下来就是制造阶段了，对于丰田最重要的是实现能力。

丰田目前投资430亿日元，在2024年建立“示范生产线”，计划在2025年前，全固态电池将实现小规模量产，首先搭载在混动车型上。到2030年前，丰田的全固态电池要实现持续、稳定生产，将全面进入量产阶段。

这里面为什么要分搭载的动力方案，原因可能是混动（HEV）为小电池，而固态小容量单体制造，现在看技术障碍很少，接近成熟。30Ah以上的大单体量产，仍然不好做。

另一个是全球头号电池厂商宁德时代。尽管去年夏天宁德时代董事长曾毓群表示短期内量产不现实，但今年4月3日，宁德时代宣布，公司凝聚态电池能密500Wh/kg，正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发。

比宁德时代能密高的有太蓝新能源（全固态锂金属电池，能密720Wh/kg）、大众旗下PowerCo的固态电池（能密高达1000Wh/kg，并完成1000多次循环，衰减只有5%），还有一些研究机构的宣称未被列入。宁德时代的固态电池并未量产，能密也不占优，为什么还必须将其作为“游戏下一关”幸存玩家？

因为宁德时代正在解决未来固态电池对现行生产线的继承性适配问题，即现有产线小改就可以生产固态电池。这对于宁德时代已经投入的巨大生产性资产保值是有利的。而且，《汽车人》据此预测，全球第一个实现“G级”和“10G级”固态电池产能部署的，同样是宁德时代。

两个挑战

尽管众多玩家纷纷许愿，但现在的固态电池上车，仍面临两方面重大挑战。

一方面，是大规模生产技术存在不少障碍。比如电导率均匀的超薄固态膜制备、面容量和致密度都在合格线以上的电极卷法、氧化物高温烧结成型等，类似的问题可能多达数百个，都需要在小批试制中逐渐摸索克服。

这里应该强调，数百兆（MkWh）产能和G级产能不是一回事，前者碰不到的问题，后者可能会遇到。但G级和10G级差别就很小。

另一方面，是制造成本。即便产线改动量很小，宁德时代估计，从规模量产算起，有望两年内做到1.6元/mWh。而当前锂离子电池，特别是铁锂，都在0.3元-0.4元/mWh之间竞争。

有日企报告“乐观地估计”成本为“两倍”。这里的“两倍”可能是日本市场采购价格，放到中国来可能就不是两倍的关系了。

假设真的能达到锂离子电池的两倍成本，加上低温性能优越、安全性好等因素，商业价值会非常看好，起码插电混动会用得飞起。

商业上站稳的条件

当前的问题是，固态电池的能密到多少，才有主机厂愿意量产搭载。

这看上去是主机厂的意愿问题，而主机厂就算单纯为了扶持自己孵化的供应商，兑现自己的电池投资，也愿意无条件上。真正拍板的人是消费者，消费者觉得值，才会有量，才会有商业循环。

《汽车人》猜测，单体能密400Wh/kg，只是初步具备商业可能性，只有到700Wh/kg以上，才有压倒锂离子的商业价值（这里面考虑了PACK死重的不同）。换句话说，只要能密飙到700Wh/kg，会不断有锂离子电池产线改造，投向固态电池。

循环次数则只须做到略逊于锂离子电池的程度（比如某些厂商宣称的1000个循环衰减5%）就行，原因是其能单次充电支持更远的续航。

而市场最关注的点，莫过于是否彻底能告别自燃风险。如果这点做到位了，哪怕成本再高一些，也是可以接受的。这与固态电池能在超宽温域（-40°C-100°C）下使用，实际上是同一个属性。目前需要向市场展示的，是低温电量保持率和充电速度，但这方面尚缺乏说服力。

从去年夏天到现在，不到一年的时间里，业内对固态电池的态度，从“预研”、做技术储备、探索技术路径等“玩票式”打法，快速转向了规模量产可能性探究、整车搭载测试。

企业和舆论不一样，前者需要用资金和资源做技术投票。这证明业内对待固态电池的态度已经比较严肃，对于量产前景不但给出了相对确切的预测，还做了相应的部署安排。至少从国内角度，真正的全固态量产，有迹象表明不需要等到2030年。【版权声明】本文系《汽车人》原创稿件，未经授权不得转载。