固態(tài)電池上車，文字游戲還是未來已來？

近段時間以來，固態(tài)電池的熱度不斷提升。

4月8日晚，智己汽車一場頗具爭議的發(fā)布會，將智己L6推向輿論的風口浪尖。同時，其“超快充固態(tài)電池首次量產上車”同樣引發(fā)了行業(yè)諸多議論。

“智己L6 Max光年版車型搭載了第一代光年固態(tài)電池，該電池具有安全性能高、電池不爆炸、能量密度大、續(xù)航高等特點?！敝羌浩嚶?lián)席CEO劉濤透露稱，搭載固態(tài)電池的智己L6 Max光年版車型，預售價格將不超過33萬元。

不過，有觀點認為，上汽智己“超快充固態(tài)電池”僅為“半固態(tài)”，與行業(yè)所理解的“全固態(tài)電池”有所差異。換言之，上汽智己無非是玩了一個文字游戲。

另一邊，廣汽埃安旗下昊鉑品牌宣布昊鉑“全固態(tài)”電池即將亮相，于4月12日發(fā)布。據(jù)悉，該電池采用100%固態(tài)電解質，具備超高能量密度、超強本征安全（主要指單體安全），超寬使用溫域等特點，并已經(jīng)“從實驗室走向量產應用”。

從液態(tài)電池走向半固態(tài)、全固態(tài)電池，最核心是電解質的改變。從液態(tài)電池到固態(tài)電池，需要通過改變化學材料，來提升能量密度、安全性能等，但是從無論技術、成本還是制造工藝上，都并非易事。業(yè)內普遍預判，2030年固態(tài)電池才能真正實現(xiàn)量產。

因此，智己汽車在獲得流量的同時，也在接受著“行業(yè)首創(chuàng)”還是“文字游戲”的質疑。無論如何，這輪爭議再次引發(fā)輿論高潮，固態(tài)電池時代要提前到來了？

全固態(tài)or半固態(tài)？固態(tài)電池上車爭議

與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池之所以備受關注，因為其具有高能量密度和高安全性、體積小、寬溫區(qū)運行等諸多顯著優(yōu)勢，是下一代高性能鋰電池重要代表。

我們進行橫向對比，就能看到固態(tài)電池的優(yōu)勢。磷酸鐵鋰電池能量密度一般為100—160Wh/kg，三元鋰電池能量密度通常為150—350Wh/kg，固態(tài)電池能量密度則為400-900Wh/kg。從目前來看，傳統(tǒng)液態(tài)電池的能量密度已經(jīng)接近350Wh/kg的理論極限，提升空間也已經(jīng)十分有限。

從續(xù)航里程表現(xiàn)來看，電芯能量密度為270—320Wh/kg的車輛，滿電狀態(tài)下預計續(xù)航里程為600—700km。而搭載固態(tài)電池的車型續(xù)航里程表現(xiàn)，則能帶來更大的驚喜。

以智己L6 Max光年版搭載的固態(tài)電池為例，其單體能量密度達到368Wh，續(xù)航可以達到1000km。同時，該固態(tài)電池可實現(xiàn)高溫不可燃、減少穿刺短路的同時，峰值充電功率達400kW，充電12分鐘續(xù)航增加400km。

真鋰研究創(chuàng)始人墨柯強調，固態(tài)電池最大的優(yōu)勢在于安全性。由于固態(tài)電池使用固態(tài)電解質，不同于液態(tài)電解質那般容易燃易爆。安全性的提升，還能帶來電池包能量密度的增加，因為可以減少為安全考慮而預留的空間和重量。

智己汽車表示，這一“超級電池”，還是行業(yè)內首個具備超快充能力的量產級固態(tài)電池。通過采用自研的“高離子電導率、耐高溫固態(tài)電解質”，以及“干法固態(tài)電解質層一體成型”技術，電芯整體內阻大幅下降，獲得超快充性能。高新技術還解決了硅基材料高膨脹問題，并保證固態(tài)電池的穩(wěn)定性、循環(huán)性能和安全性能。

不過，上汽智己“超快充固態(tài)電池”卻被爭議為“偽固態(tài)”電池。眾所周知，液態(tài)電池的主要材料是正負極、隔膜和電解液。而固態(tài)電池中，則會分為半固態(tài)電池、準固態(tài)電池和全固態(tài)電池。

其中，半固態(tài)電池是固液混合電解質電池，是液態(tài)到固態(tài)電池的過渡產物，可以被目前的液態(tài)電池生產線兼容，通常液體含量10%為半固態(tài)與液態(tài)劃分臨界點，仍舊需要隔膜。

全固態(tài)電池的電解質采用全固體材料，不需要隔膜。相關研究顯示，其固態(tài)電解質能夠匹配電容量更大的正負極材料，實現(xiàn)更高的電池能量密度。而且固態(tài)電池安全性突出，可以抵抗熱失控和穿刺等擠壓力。

因此，從上汽智己公布的相關信息來看，這款上車的電池實為“半固態(tài)電池”。騰勢銷售事業(yè)部總經(jīng)理趙長江就發(fā)布微博提出質疑，認為此時“宣傳半固態(tài)車用電池的就是在玩文字游戲”。智己汽車有關人士則解釋，半固態(tài)電池和準固態(tài)電池目前尚無明確標準，但使用固態(tài)電解質肯定可叫作固態(tài)電池，這與使用液態(tài)電解液的傳統(tǒng)電池是兩個時代的產物。

清陶能源是智己L6的動力電池供應商，對于這款電池的爭議，他們的態(tài)度則較為謹慎。清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人、總經(jīng)理李崢就直言，“這款固態(tài)電池屬于半固態(tài)電池。”清陶能源提出固態(tài)電池產業(yè)化路徑，第一代固態(tài)電池，即在智己汽車上裝車量產的電池，被稱為半固態(tài)電池；2025年會開發(fā)第二代固態(tài)電池；最終實現(xiàn)第三代固態(tài)電池量產，也就是全固態(tài)電池。

而半固態(tài)電池之所以開始上車，與其生產工藝有著較大的關系。半固態(tài)電池可兼容傳統(tǒng)鋰電池生產工藝，生產設備基本上可以與鋰電兼容，只需新增加一條專產半固態(tài)隔膜的生產線，生產設備與液態(tài)電池隔膜的設備兼容。

半固態(tài)電池要求隔膜的孔徑更大、強度更高，并采用濕法+涂覆的工藝。對比傳統(tǒng)電池，半固態(tài)電池的隔膜無明顯工藝改變，調整參數(shù)即可。另外，單位半固態(tài)電池對隔膜的需求量沒有變化。

當然，盡管上汽智己的“光年固態(tài)電池”是半固態(tài)電池，但是也讓智己L6擁有超30%的能量密度提升，續(xù)航里程超過1000km，整體實力不容小覷。整體來看，上汽智己搭載的光年固態(tài)電池，讓我們看到了動力電池持續(xù)發(fā)展的前景，開啟了固態(tài)電池上車的第一步。

成本仍是固態(tài)電池商業(yè)化的重大阻礙

根據(jù)液態(tài)電解質含量的情況，有行業(yè)人士對固態(tài)電池進行了更為明確的區(qū)分。業(yè)內認為，固態(tài)電池的發(fā)展路徑大致可以分為半固態(tài)（5-10wt%）、準固態(tài)（0-5wt%）、全固態(tài)（0wt%）等階段，其中半固態(tài)、準固態(tài)使用的電解質均為混合固液電解質。

從固態(tài)電池的發(fā)展情況來看，全球范圍內，全固態(tài)電池還處于研發(fā)和試制階段。而制約全固態(tài)電池產業(yè)化的主要局限在材料技術、制備技術還不夠成熟，生產成本過高。因此，行業(yè)普遍認為全固態(tài)電池距離大規(guī)模產業(yè)化還需3-5年時間。

固態(tài)電池目前遇到的技術難題，就是電池的耐久性不夠。因為電池在充放電過程中會反復膨脹和收縮，在正極、負極和固態(tài)電解質之間極易產生裂縫，導致電池性能劣化。

從技術角度來看，“離子電導率”是固態(tài)電池遇到了技術難題之一。在固態(tài)電池中，鋰離子主要是通過固體物質來傳導，電池中電解質的功能是為鋰離子在正負極之間傳輸搭建通道，而決定鋰離子運輸是否順暢的指標被稱為離子電導率。傳導的好壞跟固體物質的致密程度密切相關，越致密傳導越好。

也就是說，固態(tài)電池要普及，必須在材料進行突破，之后在提升生產工藝，最后通過大批量生產降低成本等問題。

動力電池行業(yè)人士張強就指出，整車企業(yè)將電池的安全放在第一位，然后是電池的壽命與可靠性，以及成本。“不過固態(tài)電池商業(yè)化最大的問題還是成本問題。全固態(tài)電池能量密度再高，主流的電動汽車看重的還是成本。只要固態(tài)電池成本下降，那么應該很快就能商用。”

有數(shù)據(jù)顯示，固態(tài)電池成本高于液態(tài)電池，主要體現(xiàn)在固態(tài)電解質和正負極。固態(tài)電解質用到的部分稀有金屬原材料價格較高，比如，氧化物電解質含鋯、硫化物電解質含鍺，銅鋰復合帶價格1萬元/kg。此外，全固態(tài)對生產工藝、成本和質量控制也提出了更嚴苛的要求，生產設備替換率大，全固態(tài)電池成明顯高于現(xiàn)有液態(tài)電池。

中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍則表述，全固態(tài)電池的工藝和設備將發(fā)生巨大變化，電池前段的生產設備可能都需要重新開發(fā)。認真區(qū)分來看，全固態(tài)電池與半固態(tài)電池、液態(tài)電池是不同的概念，全固態(tài)電池在車輛上實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫鹊?030年左右。

2024年，不如說是半固態(tài)電池上車元年

整體來看，半固態(tài)電池便是動力電池從液態(tài)走向固態(tài)的妥協(xié)性產物，也是發(fā)展全固態(tài)電池的一個必然階段。綜合多方信息，與其說2024年是固態(tài)電池發(fā)展的重要年份，不如說是半固態(tài)電池上車元年。

在智己L6“光年固態(tài)電池”上車之前，蔚來、嵐圖等企業(yè)的半固態(tài)電池早已經(jīng)裝車量產。此外，還有賽力斯、高合、哪吒等多家車企都官宣了自己的半固態(tài)電池量產計劃。

動力電池企業(yè)也將半固態(tài)電池上車計劃提上日程。蓋世汽車不完全統(tǒng)計，目前已經(jīng)有包括寧德時代、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、輝能科技、贛鋒鋰業(yè)、億緯鋰能、國軒高科等國內外十幾家動力電池企業(yè)也都已在布局半固態(tài)電池，并且明確了上車計劃。

根據(jù)相關機構統(tǒng)計統(tǒng)計，截止2023年底，國內半固態(tài)電池產能規(guī)劃累計超過298GWh，落地產能接15GWh。2024年將是固態(tài)電池產業(yè)發(fā)展的重要節(jié)點，年內有望實現(xiàn)（半）固態(tài)電池的大規(guī)模裝載應用，預計全年裝機總量將歷史性地突破5GWh大關。

當然，盡管半固態(tài)電池已經(jīng)邁入商業(yè)化拐點，但是價格依舊還需要進一步下降。蔚來聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁秦力洪就透露，一塊150kWh的半固態(tài)電池開發(fā)成本甚至與一輛ET5的成本相當。

換言之，超長續(xù)航半固態(tài)電池的成本仍然非常高昂，從成本角度來考慮，車企估計會以選配半固態(tài)電池版本車型的方式進行推廣。

再回到廣汽埃安昊鉑的視角，如果其全固態(tài)電池真正能做到量產裝車，那么全固態(tài)電池時代提前到來，也許會成為可能。當然，關于昊鉑汽車100%全固態(tài)電池真正情況，4月12日的廣汽科技日上或許才能水落石出。