固态电池能够成功，中国车企要清醒过来了 关注
来源：王新喜专栏 2023-04-18 18:36:13
文/王新喜
日前，在第二届世界动力电池大会云上宜宾高端论坛中，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高提到新能源汽车的一个重要趋势判断就是：“现在全球已经有无数人投入到了这场创新运动，随着CHATGPT 技术的出现，对新材料的探索效率极大提高，开发的周期能够缩短，通过全球的努力，全固态电池能够取得成功。”
欧阳明高指出，全固态电池技术虽然现目前仍然面临着很多挑战，但仍然是我们值得去追求的目标。这个目标不是短期的，可以看作是面向2030年，值得创新的目标，强调要对这一技术路线高度重视。
(资料图)
中科院欧阳明的呼吁，代表了行业的焦虑，其实也是消费者的诉求。而全固态电池如果能够成功，但最终是不是中国厂商做成功很关键，这可能事关中国新能源的下一阶段的竞争力。
从成本到研发难题，固态电池的可行性难题还很大
电池是新能源汽车的核心部件，电车的进化与升级，电池技术的瓶颈突破是关键一环。
目前市面上的动力电池主要有两种，一种是磷酸铁锂电池，另外一种三元锂电池。三元锂电池能量密度更高，续航里程更长，但由于安全性差的短板，已经逐步被磷酸铁锂所取代，目前大多数新能源起火事故，都和三元锂电池有关。
这两种电池的结构差不多，主要由正极、隔膜、负极，再灌上电解液制造而成，它们统称为液态电池。
固态电池与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，它是一种使用固体电极和固体电解质的电池，而不是传统锂离子电池中的液体或凝胶电解质。
固态的电解质有什么好处呢？就是它具有更高的能量密度。原理是它具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。此外，它采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，大大提升锂电池的能量密度。
固态电池，其实我们并不陌生，消费者自家用的5号电池、7号电池其实都是固态电池，只是材料不是锂。而大功率的汽车用的电池内部材料是液态锂，也是目前的主流。
科学家和车企早就意识到液态锂材料电池的能量密度快到极限了，需要开发一种能量密度更高的电池材料，而固态的比液态的能量密度高，锂和玻璃合成固态材料可以用于做固态电池，是目前的一种主流研发方向。
如果从材料变革的角度来看，固态电池当下最有可能产生颠覆性的变革。
但对于欧阳明高的观点，目前部分整车厂与头部电池企业似乎并不认可。比如在此次论坛中，上汽集团副总工程师、上汽捷能汽车技术有限公司总经理朱军说，对于整车厂而言，电池的安全放在考虑和计算的第一位，然后是电池的寿命与可靠性，以及成本。
朱军认为，“最后计算的还是成本。全固态电池能量密度再高，主流的电动汽车看重的还是成本。如果半固态、全固态电池能够帮助主流汽车厂商降低成本，那么应该很快就能商用。”
国内第三大动力电池厂商高级副总裁兼CTO潘芳芳同样强调：如果全固态电池到了量产的时间，而液态电池的安全性也取得了相应的进步，并且能够很好地兼顾性能、技术、成本的话，一条技术路线大规模的推广需要考虑成本和实际。当全固态电池商业化成功的时候，其能否跟更成熟的液态电池相比又要打个问号。
因此，基于成本与安全的考量，国内一众大厂对固态电池依然采取谨慎的态度，认为液态电池也在进步，全固态未来未必能跟更成熟的液态相比。
毕竟，也如上述车企负责人所说的，车企对固态电池的商用与研发需要考虑到成本问题，如果投入产出比不划算，投入太高，而又商用困难，可能就不在车企的考虑范畴之内。
目前部分企业考虑到成本问题，其实有一定的道理，过去固态电池的研发为何迟迟推进不下去，一大原因在于固态电池的成本是液态电池的四倍，这是它的核心难题。如果把固态电池的成本打下来，固态电池的普及难度就会极大降低。
固态电池不仅是成本高，而且研发难题是非常大的。宁德时代董事长曾毓群也曾经表示：“固态电池有很多科学及技术的基础问题尚未解决，我们公司深耕10多年，仍然认为难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”
警惕固态电池被国外弯道超车
但固态电池是未来竞争的重要一环。电动汽车的核心成本就在电池上，从电动汽车的未来方向来看，电池技术的瓶颈是限制整个电动汽车突破的核心一环。
而固态电池解决了专家谈到的能量密度的问题——它采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，大大提升锂电池的能量密度。
其次是解决了充电速度与续航焦虑的问题。它的充电速度可提高几倍以上，如果技术成熟，一般可以在几分钟之内完成充电，而且不受温度限制，那么这意味着充电续航的短板完全被解决。因为当前油车与电车充电时长差，温度太高充电导致自然的概率等问题是消费者使用电车的一个很大的痛点；其次是能量密度翻倍，续航里程达到1000km以上。
更重要的是，由于固态电解质具有不可燃性、无腐蚀性、无挥发、不会漏液等特性，化学性质更稳定，穿刺后也不用担心自燃等安全问题。
某种程度上，固态电池带来的优势包括充电速度更快、能量密度大幅提升、安全性更高（隔膜）、低温不怕电量跳水（电解液）、循环寿命更长以及对热管理的需求会降低，它相对完美的解决了当前电池技术的瓶颈与问题。
因此，对于固态电池的研发，中国车企或不应该仅仅局限于成本上的理解。因为目前国外在固态电池领域的投入很大，日产今年已经宣布固态电池研发成功，目标是2025年开始试生产，2028年生产一款由固态电池驱动的全新电动汽车。
从日产的说法来看，其固态电池已经完全去除了电池中的液体元素，将大大提高存储和电力传输的效率。不仅比锂电池节省50%的成本，还将能源密度提高一倍，充电速度提高三倍。
日产首家宣布研发成功，但拥有固态电池技术专利最多的丰田汽车。丰田计划2025年前实现全固态电池小规模量产，2030年前全固态电池要实现稳定量产。
此外，在欧洲，大众集团投资了固态电池初创公司QuantumScape，并在2021年称，预计固态电池投入使用的时间将在2025年。早前宝马集团宣布，宝马将打造全固态电池中试生产线，2025年推出首辆原型车。
此外，梅赛德斯奔驰很早就与电池厂商在联合开发制造配备固态电池的测试车辆。作为德国也是欧洲最大的应用科学研究机构，弗劳恩霍夫应用研究促进协会(Fraunhofer-Gesellschaft)在做一个关于固态电池的战略性国际合作计划。
欧洲也推出了《电池2030规划》及《2030电池创新路线图》，由欧盟多国共同出资32亿欧元用于发展固态电池。
如果欧洲日本在固态电池抢的先机，有可能给汽车的竞争力带来极大提升，也存在弯道超车的可能性。一旦国外车企做到固态电池的领先，那么很可能对现有的液态电池造成降维打击。
固态电池能够成功，但谁成功更重要
如前所述，目前部分企业考虑到成本问题，有一定的道理，尤其是当前汽车行业的问题在于，行业价格战打的越来越凶，车企的竞争逐步卷向成本控制方向，竞争加剧的状况下，未来汽车的利润会越来越薄。那么基于对研发成本与实际商用角度的考量，对固态电池抱持谨慎态度也是可以理解的。
但无论是从产品体验还是消费者意愿上，固态电池似乎又不能不跟。
南方科技大学清洁能源研究院院长刘科曾经谈到过一个重要观点，再过20年，电动车也比不过油车，因为能量密度很重要。再过10年，单位体积的电池存储电量可能还是跟单位体积的汽油没法比。
如前所述，固态电池的一个优势就是大大提升了能量密度。从这个角度来看，新能源形成对燃油车的压倒性优势的关键节点可能在于固态电池的量产与普及的时候，解决了能量密度、充电速度、里程焦虑以及安全性等短板，电车将形成对油车的压倒性优势。
中国在新能源汽车在三电技术到全产业链，都逐步走入到前列，在国内，比亚迪的刀片电池也可以说是支撑比亚迪品牌溢价的一大杀手锏，但国内车企依然需要对未来的趋势保持敏锐，因为欧洲日本都在固态电池领域投入巨大，欧洲日本的战略目的就是寄希望通过固态电池的弯道超车，如果在固态电池领域，国内没有抢到先机，那么行业发展的第二阶段能否继续维持优势就很难说了。
因此，放下成本思维，有长期的战略性研发投入，或应该是大厂的觉悟，在欧阳明高看来经过全球的努力，固态电池能够成功。但笔者认为，能否成功很重要，但谁成功更重要。中国车企要清醒过来了。
因为首发成功者可能通过专利技术建立自己的壁垒，中国车企如果在该领域落后，或需要思考如何避免未来固态电池层面被人卡脖子的问题。
包括宁德时代等龙头电池厂商以及比亚迪等头部车企，过去都在固态电池领域投入了研发，但目前的成果还有限，对于大厂来说，如果在固态电池领域，国内没有抢到先机，在固态电池的供应链环节或将受制于人，国内建立起来的电车优势可能要被打掉一部分。争夺固态电池的领先主导权，或应该是国内大厂必要的一种觉悟，这或也是中国的新能源厂商能是否能在第二阶段取得领先的关键一步。
作者：王新喜 TMT资深评论人 本文未经许可谢绝转载 作者微信公众号：热点微评
