电动汽车要装固态电池？可惜你等不起

充电10分钟，续航超1000公里——丰田多年来屡屡说起固态电池，而每当提到固态电池，丰田就用这两个数字描绘美好画面。

天热不怕燃，天冷跑得远，重量减一半，寿命再翻番……传说中的固态电池就是这么优秀，简直完美治愈困扰电动汽车的各种焦虑。

各厂商时不时曝一个量产消息，仿佛捷报频传，固态电池呼之欲出。在这个节骨眼上买电动车，要不要再等等看？万一固态电池车突然就上市了呢？

▍液态、半固态、固态

谁掌握了固态电池，就掌握了电动汽车的未来和流量密码，于是，总有厂商忍不住来个大鸣大放。比如4月份上汽集团旗下的智己汽车就宣布：

“智己L6（参数丨图片） Max光年版车型搭载了第一代光年固态电池”、“实现超1000公里的CLTC续航里程”、“充电12分钟续航就能增加400km”。

但事后证明这只是虚晃一枪，所谓“光年固态电池”，只能算“半固态”。

固态电池的“固态”，是指电解质是固体。

锂电池的电芯有正极和负极，正负极之间是电解质。正负极就是锂离子的两个家，充放电的过程，就是锂离子穿越电解质，在正负极之间来回搬家。

目前的锂电池中，电解质都是液体（电解液），所以叫液态电池；近来一些厂商又陆续推出电解质是果冻状、凝胶状的电池，这种叫“半固态”；如果电解质是固体，那就是固态电池。

根据液态电解质在电池材料中的质量百分比含量，业界把锂电池分了4种：液态（25％）、半固态（5％～10％）、准固态（0～5％）和全固态（0％）。

智己汽车的“光年固态电池”据称是用了固态电解质，但又往里边加了点“料”，即10％的润湿剂。这样一来，电解质就成了黏黏糊糊的“半固态”。至于为什么加料，无非是搞成全固态还有一些难以克服的技术难题。

▍固态电池有多好？

液态锂电池已经很成熟，近10年来，能量密度提升了3倍，成本降了80%以上。

动力电池是电动汽车上最贵的部件（约占整车成本三、四成），液态锂电池已经能支撑起500公里以上的续航，价格也实惠，电动汽车走向普及，液态锂电池（三元锂、磷酸铁锂电池）立下首功。

1991年，日本的索尼公司首先实现了锂电池的商用。此前充电电池的主流是镍氢电池，相比之下，锂电池能量密度更大，而且没有“记忆效应”，索尼最早在摄像机、手机等便携式电子设备上使用这种新型电池。

又过了十多年，日产等公司尝试把锂电池作为汽车的动力电池。锂电池容量大、输出功率高，但热稳定性差，容易起火爆炸，用在汽车这样的交通工具上，有安全隐患。

近20年来，研究人员花了大量心思改进锂电池的安全性，从正负极材料、电解液配方、电芯结构、电池包设计、热管理系统等等方面多管齐下，电池自燃的风险已经大为降低。诸如刀片、麒麟、弹匣、神盾短刀之类，技出多门，各有所长。

不过，电解液的主要成分是有机溶剂，终究是一种易燃易爆物。固态电解质里不含易燃物，能从根子上除去隐患。

固态电池的电解质不易燃、不挥发、耐高温，安全性天生好。而且它还把正负极“硬性隔离”，不容易短路。

电解质是固体，就能用上锂金属之类活性物质更多的负极材料，大幅提高储电能力；又不像电解液那样需要坚固的密封外壳，还能轻量化。

锂离子在电解液中来回移动时，如同游泳；而在固态电解质中则如同奔跑，速度能显著提升。锂离子跑得快，直接的好处就是：充放电速度更快。

不仅如此，电解液在低温下会变得粘稠，锂离子来回“游动”时阻力变大，所以现在的锂电池在冬天性能明显下降。固态电解质则不惧严寒，冰天雪地里工作状态一如往常。

电解液在充放电时会缓慢分解老化，而固态电解质非常稳定，电池寿命更长。

目前主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池的能量密度在250-300Wh/kg之间，全固态电池则有望达到500Wh/kg以上。

安全、容量大、充电快、轻量化、寿命长……如此种种好处，方方面面碾压液态锂电池，因此，固态电池被行业公认是“最有潜力的下一代电池”。

▍量产有多难？

正所谓好事多磨，固态电池固然好，但从实验室走出来变成商品，何其艰难。

“液态电解质”变“固态电解质”，只一字之差，从技术上看却不啻天壤之别。

在两种电解质中，锂离子的运送机制完全不同。早在1970年代，研究人员就开始寻找合适的固态电解质，由于离子电导率低（通俗地说，锂离子在里边跑不快），一直达不到实用要求。忙活了近40年后，2011年，东京工业大学特聘教授菅野了次发明了硫化物电解质，电导率才赶超液态电解质。

从此，全球掀起新一波固态电池研发热潮。

又是十几年过去了，固态电池研究依然在实验室里打转转，商用化的时间，只是各厂商高管们用嘴吹出的一个个泡泡。

固态电解质还有聚合物、氧化物等多种技术路线，硫化物目前被认为最理想、最有前途。但电池从液态变成固态，有太多的坑需要一个个踩平。

目前最大的坑是“固固界面”问题。液态锂电池的正负极浸泡在电解液里，不存在接触不良；而全固态电池的电解质、正负极全是固体，充放电时会膨胀收缩，搞不好彼此之间就闹分裂，一旦出现裂缝，锂离子流动之路就被切断，电池就废了。

所以，要找到合适的材料配方，让固态电解质具备一些柔韧度，能随时紧密贴合正负极。这种事儿有点像炼仙丹，光靠技术还不行，还有一定的运气成分。

另一个坑是正负极材料问题。全固态电池要提升能量密度，必须选用新的正负极材料，比如可以用金属锂作为负极。但新材料哪里是说用就用的，材料一换，一堆难题跟着就来了。

等电解质、正负极全研究明白了，也不过是商业化之路上刚迈出第一步。技术上能走通，还要看能不能批量生产；能批量生产，还要看能不能以合适的价格卖出去。

某些厂商的高管时常口吐莲花，制造固态电池很快就要量产装车的幻觉，实际上，全球固态电池行业当下仍困于实验室，还在基础材料层面探索合适的解决方案。

量产？至少现在看还困难重重。

▍普及还要等多久？

今年以来，不时听到有厂商放出全固态电池量产时间节点，比如，上汽和广汽都表示将于2026年量产。

不过，这都属于“预计”，很难说靠谱程度有多高（或者说，你不知道他们究竟会推出什么样的“固态电池”）。

从各大动力电池制造商、汽车厂商公布的固态电池预计量产时间来看，集中在2027年到2030年。我们可以选择两家相对靠谱的厂商来看看具体情况。

先看宁德时代。

宁德时代是全球最大的动力电池制造商，在固态电池研发方面已有10余年积累。宁德时代首席科学家吴凯近期说：

“2027年，宁德时代全固态电池小批量生产机会很大，但受成本等因素制约，大规模生产尚不能实现。”

吴凯表示，如果用技术和制造成熟度作为评价体系（以1-9打分），宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平。宁德时代的目标是到2027年达到7-8分的水平。

再看丰田汽车。

丰田是全球最大的汽车制造商，早在2006年就开始全固态电池研发，也是全球手握固态电池专利数量最多的企业。

丰田社长佐藤恒治表示，丰田的固态电池在实验室研发取得一定进展，现在“正以2027-2028年推出产品为目标全力推进研发”。

乐观地估计，在2027年前后会有装备固态电池的汽车出现在市场上；但什么时间能够实现大规模生产和销售，尚有众多难题待解。

除技术外，另一个巨大的障碍是固态电池成本高得吓人。

据日本科学技术振兴机构的估算，全固态电池的生产成本达到液态锂电池的4～25倍。

这也意味着，即便三四年后有固态电池汽车上市，也只有极少数人买得起。

假如5年为一个换车周期，对于普通人来说，再换两次车后，固态电池车的价格也许能降到大家可以接受的水平。

10年，想换车的你等不起。在此之前，倒是可以期待一下“半固态”。半固态电池中的电解液用量减少，安全性和能量密度都有提升——但“半固态”和“全固态”之间还隔着深深的技术鸿沟。

“半固态”电池在技术上比较成熟，已经具备量产条件，现在的问题是价格太高。蔚来总裁秦力洪曾透露，蔚来150度半固态电池包的成本相当于一辆ET5，大概在30万左右——你觉得再过5年，半固态电池的价格能降到现在锂电池的水平吗？

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