作為電動汽車的“心臟”，動力電池的性能直接影響著車輛的行駛狀況。可以毫不夸張地說，電動汽車是“成也動力電池、敗也動力電池”。也正因此，無論是動力電池企業(yè)，還是新能源整車企業(yè)，都鉚足了勁試圖突破動力電池技術(shù)瓶頸。

目前來看，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池仍是當(dāng)下新能源汽車動力電池的兩大主流技術(shù)路線，然而受制于前者的安全穩(wěn)定性問題和后者的能量密度問題，近年來固態(tài)電池逐漸被行業(yè)寄予厚望，并被認(rèn)為是最具革新性的技術(shù)路線，可以實現(xiàn)能量密度、耐用性、安全性的大幅提升。

20多家企業(yè)競逐固態(tài)電池

在行業(yè)發(fā)展大勢下，據(jù)不完全統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)致力于固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的車企與動力電池企業(yè)有20多家，其中不少企業(yè)都宣布要量產(chǎn)固態(tài)電池，并制定了相應(yīng)的發(fā)展路線計劃。

國際上，大眾、豐田、本田、寶馬、松下等車企及電池企業(yè)均在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。其中，寶馬2017年就開始牽手Soild Power開發(fā)固態(tài)電池；豐田作為較早著手研發(fā)固態(tài)電池的車企之一，側(cè)重硫化物固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線，有望在2022年推出搭載固態(tài)電池的車型；2020年年初，豐田宣布與松下成立合資企業(yè)生產(chǎn)固態(tài)電池；同年，戴姆勒宣布與加拿大魁北克水電公司合作開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，一旦達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)，將在戴姆勒旗下的電動汽車上使用。今年3月15日，大眾汽車在其首屆電池日上表示，未來動力電池的目標(biāo)是固態(tài)電池。

擁有更高的性能的固態(tài)電池；圖片來源：大眾汽車

國內(nèi)方面，清陶能源、寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、輝能、北京衛(wèi)藍(lán)、卡耐新能源等動力電池企業(yè)走在固態(tài)電池研發(fā)前列。據(jù)了解，清陶能源目前已開發(fā)出全固態(tài)電池，單體能量密度可達(dá)到430Wh/kg，量產(chǎn)階段可達(dá)到300Wh/g以上；寧德時代在聚合物固態(tài)鋰金屬電池和硫化物基固態(tài)電池方向都有研究；贛鋒鋰業(yè)年產(chǎn)億瓦時級第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線已建成試產(chǎn)；衛(wèi)藍(lán)新能源2019年在江蘇舉行了固態(tài)電池項目奠基，計劃建成年產(chǎn)0.1GWh固態(tài)電池生產(chǎn)線；輝能科技稱2023 年將開始全固態(tài)電池試產(chǎn)，2024年全固態(tài)電池量產(chǎn)。

此外，北汽集團(tuán)、比亞迪等傳統(tǒng)車企，以及蔚來、天際、愛馳等新造車企業(yè)均在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。特別是今年1月9日，蔚來汽車在NioDay上發(fā)布首款150kWh固態(tài)電池，搭載該電池的蔚來eT7轎車?yán)m(xù)航里程將超過1000公里的消息，再度點(diǎn)燃了業(yè)界對固態(tài)電池的關(guān)注度。

半固態(tài)是方向，大規(guī)模商業(yè)化仍存疑

在眾多企業(yè)的爭相布局下，固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程自然成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。在日前召開的藍(lán)皮書論壇上，有關(guān)“固態(tài)電池何時能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用”的話題就引發(fā)了一場激烈的討論。

安馳科技總經(jīng)理、創(chuàng)始人徐小明表示，2030年之前，純固態(tài)電池很難看到，即便看到真正的固態(tài)，至少前三年到五年，其主要應(yīng)用在消費(fèi)類電子端，要做到安全性可控且用得起。

據(jù)了解，從電池結(jié)構(gòu)本身來講，使用固體電解質(zhì)的固態(tài)電池具有不可燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等優(yōu)勢，可極大確保電池的安全性。同時，用金屬鋰做負(fù)極的固態(tài)電池可匹配高電壓正極材料，進(jìn)一步提升能量密度。但也正是由于這一固體形態(tài)，固態(tài)電池也存在著先天的缺陷。譬如，固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子遷移效率會直接影響固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率，電極與電解質(zhì)之間的界面阻抗會上升等問題。

考慮到固態(tài)電池量產(chǎn)面臨的現(xiàn)實困難，以及新能源汽車對高安全、高能量密度動力電池的迫切需求，作為折中方案，行業(yè)將混合固液電解質(zhì)鋰電池作為固態(tài)電池發(fā)展的過渡方案?！鞍牍虘B(tài)電池是具備可行性的，可以解決安全性問題，然后再去提升能量密度?！毙煨∶髡f到。

北汽集團(tuán)副總經(jīng)理廖振波表示，固混電池當(dāng)5%-10%是液態(tài)的時候，它應(yīng)該是比較安全的，同時能量密度也滿足汽車企業(yè)的要求。同時他強(qiáng)調(diào)稱，在能量密度不降低的情況下，要增強(qiáng)安全性，別去走其他的路線，扎扎實實把固混電池做上去?！拔覐?qiáng)烈呼吁這些電池企業(yè)，不要猶豫了，趕快產(chǎn)業(yè)化，給整車企業(yè)提供安全可靠的固混電池?！?/p>

廖振波之所以發(fā)出這樣強(qiáng)烈呼吁，歸根到底還是動力電池的安全。他說到，目前車企亟需解決的問題已從原來追求的能量密度、成本要素，轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在追求的排序為安全、成本、性能的三要素。他還特別提到，成本不僅僅是電池采購成本，還要考慮售后和召回的情況。

新能源汽車自燃現(xiàn)場圖

“每年到夏季，新能源汽車就會出現(xiàn)著火事故，汽車召回的比例越來越大。按照中國的召回制度，萬分之四的設(shè)計安全的質(zhì)量事故就要召回，這樣給整車企業(yè)的損失是非常大的，所以現(xiàn)在我們把成本的問題分開，一個是采購成本，再一個是后面的售后服務(wù)，包括剛才說的召回服務(wù)，所以在安全保障不了的情況下，成本是非常高的，所以整車企業(yè)最重要的是講究安全?！?/p>

孚能科技董事長王瑀亦表示，半固態(tài)肯定是未來的發(fā)展方向，“誰也不愿意在生產(chǎn)電池過程當(dāng)中有隱患，用了半固態(tài)電池，你的工廠再不會出現(xiàn)起火的問題”，終極目標(biāo)還是要從材料本身去徹底解決這個問題。

不過，在蜂巢能源科技有限公司董事長兼CEO楊紅新看來，半固態(tài)電池技術(shù)雖然解決了可以量產(chǎn)的問題，但是不代表可以大規(guī)模商業(yè)化?！按笠?guī)模商業(yè)化需要有可工程化的能力支撐它，而且有用戶愿意為它買單，現(xiàn)在我們找不到半固態(tài)電池的核心賣點(diǎn)在哪里?！睏罴t新指出，半固態(tài)的成本會增加、產(chǎn)線要調(diào)整，不過第一代產(chǎn)品對產(chǎn)線的影響不是很大，所以技術(shù)問題可以解決并實現(xiàn)量產(chǎn)，但是大規(guī)模商業(yè)化，還是有相當(dāng)?shù)牟淮_定性。

鈉離子成動力電池技術(shù)新突破

整體來看，在諸多限制性因素的影響下，作為折中方案的半固態(tài)電池可兼顧液態(tài)鋰電池和全固態(tài)電池的性能優(yōu)勢，最大程度兼容現(xiàn)有工藝、設(shè)備及材料，具備量產(chǎn)落地的可能。不過在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用上，其仍存在一定的不確定性。那么，在半固態(tài)電池真正實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用之前，動力電池技術(shù)路線還會有哪些新的突破？

“我覺得鈉離子電池是非常好的突破，鈉離子電池未來很重要的一點(diǎn)是鈉的資源比較豐富、成本比較低，另外鈉離子電池價格比較便宜，缺點(diǎn)是能量密度比較低。”孚能科技董事長王瑀說到。

今年5月21日，寧德時代董事應(yīng)對長曾毓群在股東大會上就透露，將于今年7月份左右發(fā)布鈉離子電池。此舉被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是寧德時代鋰資源稀缺以及由此帶來鋰電原材料價格高昂的重要措施。

蜂巢能源科技有限公司董事長兼CEO楊紅新表示，“中國鋰資源非常匱乏，從戰(zhàn)略上應(yīng)該有一種從原材料方面解決的途徑，鈉離子電池是特別好的。但是在乘用車上，大規(guī)模應(yīng)用鈉離子電池的，至少這幾年看，可能挑戰(zhàn)還是非常大的，可能會替代部分鉛酸和鐵鋰?！?/p>

不過，鈉離子電池尚處于產(chǎn)業(yè)化初期，安馳科技總經(jīng)理、創(chuàng)始人徐小明指出，鈉離子電池至少在5年之后，配套才會逐漸成熟，因為它重構(gòu)現(xiàn)有電池整個化學(xué)體系。

孚能生產(chǎn)工廠；圖片來源：孚能科技

此外，對于目前爭論較為激勵的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，孚能科技董事長王瑀堅定表示，三元電池還會成為乘用車主流?！拔覀兿Ｍ萌话氲捏w積、一半的重量，20分鐘充滿，釋放30度電、50度電，滿足需求，這是未來整個方向，人類社會發(fā)展還是要技術(shù)進(jìn)步帶動人類社會的發(fā)展。”他還說到，NCM811的安全是完全可控的，只是現(xiàn)在還沒有達(dá)到這個水平，從原材料到電池制造到整車控制到預(yù)警，現(xiàn)在還做不到，但是未來一定可以做得到。

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