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最近两年关注新能源汽车的朋友,应该经常刷到固态电池的消息。很多人印象里面,固态电池还停留在实验室阶段,属于几年之后才能见到的黑科技。但现在国内已经有搭载半固态电池的车型落地,CLTC续航突破1000公里,价格直接下探到15万级别。而最早大规模对外宣传固态电池、手握上千项相关专利的丰田,量产时间却一而再再而三地推迟,很多网友形容丰田固态电池项目一直在跳票。
很多普通消费者容易被网上五花八门的宣传搞糊涂,分不清半固态电池和全固态电池的差别,不清楚15万千公里续航车型到底值不值得入手,也很好奇为什么研发起步很早的丰田,反而迟迟无法推向市场。今天用大白话把固态电池这条赛道讲清楚,拆解技术差异、丰田延期背后真实原因,以及对普通购车用户带来的影响,全部都是买车之前值得参考的干货。
首先第一件事,一定要分清半固态电池和全固态电池,这是很多人最容易踩坑的知识点。很多宣传里面直接简称为固态电池,但是两者之间差距非常大。
现在市面上已经量产装车,能够做到CLTC续航1000公里,定价来到15万价位的车型,搭载的是半固态电池,属于从传统液态锂电池迈向全固态电池中间的过渡产品。传统的电动车锂电池里面,存在大量液态电解液,相当于锂离子来回跑动的通道,也是电池安全隐患最主要的来源。半固态电池大幅度减少液态电解液的用量,把一部分液体替换成固态电解质,保留少量液体,以此提升电池能量密度、安全性能以及低温续航表现 。
而大家口中行业终极目标的全固态电池,是彻底取消液态电解液,完全依靠固态电解质传导锂离子,理论上安全性能达到最高水平,能量密度上限也更高,但是工程制造难度巨大,到目前为止,全球范围内还没有实现大规模量产装车。很多自媒体直接把半固态电池说成全固态电池,属于简化宣传,大家买车的时候一定要留意配置详情,不要被宣传文案误导。
半固态电池最大的优势,对于普通车主来说,就是直接解决两大电车痛点:续航焦虑和冬季掉电。之前大部分家用纯电车续航在400到600公里区间,跑长途需要多次充电,到了冬天低温环境,续航还会缩水。搭载半固态电池的车型,能量密度相比普通三元锂、磷酸铁锂电池明显提升,不用把车身做的特别巨大笨重,就能实现CLTC一千公里续航。部分国产半固态电池在零下30摄氏度的低温测试当中,电量保持率依然可以达到70%以上,北方冬天用车的体验会改善很多,同时快充能力提升,十几分钟就能补充大量续航里程。
更关键的一点,就是成本的下降。早几年千里续航车型基本都定位高端,售价动辄三十万往上,普通家庭很难承担。随着国内供应链成熟,半固态电池逐步量产,整车成本被摊薄,已经有车型把起售价拉到15万这个家用车最主流的价位段。这也是为什么很多网友感慨,固态电池不再是高端车型专属,普通工薪家庭也可以选择长续航电车。
说完国内半固态电池快速落地,再来看丰田这边的情况。很多人都知道,丰田很早就在布局全固态电池,手握数量庞大的相关专利,曾经多次对外公布量产时间表,原本计划较早时间装车,但是后续多次调整,最新的计划已经推迟到2027至2028年,并且首批搭载全固态电池的车型,定位高端,不会是面向大众市场的平价车型,也就是大家经常说的跳票。
很多人会产生疑问,丰田作为老牌车企,研发实力很强,专利储备充足,为什么固态电池量产计划一直推迟,反而国内车企的过渡方案已经率先落地?这里并不是丰田实验室里面做不出样品,最大的难点在于实验室样品到大规模工业化量产中间巨大的工程鸿沟。
丰田选择主攻硫化物路线的全固态电池,这条路线理论性能上限很高,离子传导速度好,快充、续航潜力很强,但是制造条件极其苛刻。硫化物固态电解质材料有一个很大的短板,一旦接触微量水汽,就会发生化学反应,产生有害气体。这就意味着,生产车间里面,湿度必须控制到极低水平,整个产线环境要求远远高于传统锂电池工厂,建厂成本、日常生产维护成本会成倍上涨,对于生产线管控的要求达到一个非常严苛的程度。
除了材料本身的难题,还有良率的问题。实验室里面小批量做出电芯样品,成功率很高,但是一旦放大到几十万、上百万的大规模产线,想要保证每一颗电芯品质稳定,难度急剧上升。充放电的时候,电极材料会发生膨胀收缩,固体电解质和电极之间容易出现缝隙,界面阻抗升高,直接影响电池循环寿命。这类问题在小样品阶段不容易暴露,等到量产阶段才会集中显现,需要漫长时间反复迭代工艺去优化解决。
另外还有市场策略的因素。丰田之前很长一段时间,重心放在混动车型上面,纯电车产品线布局起步相对晚一些,国内新能源车企身处全球最大的电动车市场,海量的装车数据,能够快速把新技术放到实车上面测试,快速迭代改进。国内庞大完整的电池产业链,也可以快速配合车企完成新材料、新工艺的落地,加速半固态电池商业化的进度。而丰田想要把全固态电池直接一步到位量产,不愿意先推出半固态过渡版本,相当于选择了一条难度更高的路线,落地周期自然会拉长。
这里也要客观说明,不能简单判定丰田的路线选择就是错误。一步到位全固态电池如果成功量产,带来的技术提升会更加巨大,但是代价就是漫长的研发周期,中间会不断出现计划延期。反观国内车企选择半固态先行的思路,先用过渡技术解决当下消费者的续航痛点,一边把产品交付给用户,一边持续积累固态电池相关经验,为未来全固态电池量产铺路,两种路线各有取舍。
接下来很多购车用户最关心的问题:现在15万价位搭载半固态电池,续航1000公里的车型,适合直接入手吗?这里给大家讲几个参考维度,避免盲目跟风。
首先要分清CLTC续航和实际路况续航。CLTC属于实验室工况测试出来的数据,实际开车的时候,高速、开空调、冬季低温,续航都会有不同程度打折,CLTC一千公里,真实行驶里程一般会打一个折扣,不能直接认为满电就能跑一千公里。很多人买车之后,因为续航达不到宣传数值产生心理落差,就是忽略了工况和真实路况之间的差别。
第二点,电池质保一定要看清楚。半固态电池属于比较新的电池方案,选购的时候重点查看厂家提供的电池终身质保或者长期质保政策。不同品牌对于衰减、损坏的界定标准不一样,购车前仔细阅读质保条款,避免几年之后电池出现衰减,产生高额维修更换费用。
第三,充电基础设施。长续航车型确实减少了充电次数,但是跑长途依旧依赖高速充电桩。如果日常通勤短途,家里面可以安装私人充电桩,长续航车型体验提升会非常明显;如果常年依靠公共充电桩,也要考虑当地充电桩的覆盖情况。
再聊聊整个行业接下来几年的发展趋势。半固态电池会在未来几年持续普及,会有越来越多价位段的车型搭载这类电池,续航水平整体提升,价格继续下探。而全固态电池,不管是丰田,还是国内多家电池企业、车企,都还处在持续攻坚阶段,2027到2030年之间,有可能迎来小批量装车,距离真正大面积普及到十几万家用车,还需要更长一段时间。
网上有两种比较极端的观点,一种认为半固态电池就是噱头,完全不值得买,一定要等全固态;另一种观点觉得全固态研发已经失败,半固态就是最终形态。这两种看法都不够客观。半固态是新能源电池升级路上非常重要的一步,实实在在改善电车使用体验,是当下成熟可行的技术;全固态是长期的技术目标,随着材料、制造工艺不断突破,未来终会落地,只是落地时间比很多人预想的更晚。
这里顺便纠正几个网上流传比较广的误区。
第一个误区,固态电池永远不会起火。就算是全固态电池,安全性相比液态电池大幅度提升,也不是绝对不会出现安全事故,挤压、撞击等极端情况下依旧存在风险,只是热失控的门槛高很多。半固态电池因为还保留少量液态成分,安全上限介于传统锂电池和全固态电池中间。
第二个误区,固态电池出来之后,现在所有电车直接淘汰。任何新技术普及都需要漫长周期,现有液态锂电池的产能规模巨大,成本优势明显,未来很长一段时间里面,磷酸铁锂、普通三元锂、半固态电池会在市场上共存,不同价位车型匹配不同类型电池。
第三个误区,丰田跳票代表丰田电池技术不行。丰田在固态电池材料领域的积累依旧属于世界第一梯队,它遇到的工程难题,也是全球所有研发全固态电池厂商共同面对的难题,只是商业化路径选择不同。
对于普通消费者,不用过度纠结到底是半固态还是全固态,买车核心看整车综合表现,续航、价格、质保、底盘、车机系统,全部都要纳入考量,不能单单只盯着电池类型这一个参数。一款车就算电池再先进,如果底盘调校差,售后网点少,也很难带来好的用车体验。
总的来说,固态电池赛道现在正处在一个很有意思的节点。国内车企用半固态方案,已经把千公里长续航电车的价格打到了15万级别,让普通消费者提前享受到电池技术进步带来的红利。另一边,以丰田为代表选择直接冲刺全固态路线的企业,还在不断攻克工程难题,量产计划持续延后。
技术路线没有绝对的好坏,一边选择先落地,一边选择一步到位。两种路线互相竞争,最后受益的就是买车的普通用户,推动整个新能源汽车行业持续向前发展。未来几年,电池技术还会持续迭代更新,电车续航、安全性能、充电速度还会再上一个台阶。
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本文为新能源汽车技术科普,不同车型续航、电池参数以车企官方发布为准,购车请结合自身需求实地试驾。
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