鮮花與口水齊飛，研發固态電池是“賭博”？

經濟觀察網 記者 周菊

汽車行業對固态電池的态度呈現兩極分化的狀态。一方面，美國電動汽車初創企業Fisker表示将放棄固态電池研發，給這個新項目潑了一盆冷水。去年底，Fisker創始人亨裡克·菲斯克接受采訪時表示，“固态電池是一種這樣的技術，當你覺得已經完成了90%，幾乎達到目标時，然後你意識到剩下的10%比前面的90%困難得多。是以現在，我們完全放棄了固态電池，因為真的無法落地。”

在此之前，Fisker對固态電池進行了數年的研發，并計劃在其一款新車上搭載固态電池，但最終跳票，後來則果斷放棄了固态電池項目。

但另一方面，以日産、豐田、本田等為代表的汽車企業，則對固态電池發起持續猛攻。4月8日，日産汽車召開了全固态電池技術說明會，明确表示将于2024年在日本橫濱建立首家全固态電池試點工廠，而首款搭載固态電池的量産車有望于2028年推向市場。

事實上，除日系車企外，大衆汽車、福特汽車、通用汽車等各大汽車制造商，均在進行全固态電池的研發，并陸續公布了量産時間表。

有車企毅然轉身，也有車企紮堆猛攻，為什麼在固态電池上，汽車企業的态度如此不同？全固态電池量産的難點在哪裡，是否能夠突破，這些均成為業内關注的焦點。

“固态電池肯定是锂離子電池未來的發展趨勢，但是目前全固态電池還有很多科學層面的問題沒有解決，比如界面問題、電解質成本問題、正負極材料的比對問題等等，至少還需要5-10年的技術突破時間，短時間内不具備産業化的潛力。”中科院創業投資管理有限公司研究總監邵元駿告訴經濟觀察網記者。

汽車行業資深分析師梅松林也表示，“固态電池離裝車還有遙遠的距離，有些樂觀估計2025年，但有些預估在2030年。是以，固态電池對車企來說是一個戰略性的長期投入。隻有極少數車企把固态電池當作戰略性技術、戰略性競争優勢來投入，這需要足夠的資金、技術研發能力、尤其需要耐心和對不确定的管控。”

值得注意的是，邵元駿指出，在現有液态锂離子電池産業鍊建立成熟，且性能滿足需求的背景下，現有的優勢産業方對于固态電池這種不确定性較大的颠覆性技術需求不大，研發固态電池更多的是新入局企業或者謀求轉型企業的一種押寶行為。

全固态電池：“帶刺的玫瑰”

全固态電池成為各車企的研發目标，主要是因為它有重量輕、續航裡程長、充電速度快，以及安全性等方面的一些優勢。

與液态電池相比，固态電池首當其沖的優點就是重量輕，能量密度高。“全固态電池的一個優點是機關重量能量密度高，固态電池的重量是遠遠輕于液态電池的，這樣使得續航距離的損失減少一些。”日産在釋出會上指出，日産汽車固态電池的能量密度預計将達到1000Wh/L，同樣體積的情況下，續航裡程将是液态電池的兩倍。

同時，固态電池能更大程度發揮快充性能。目前快充設施的平均充電功率在150kW左右，但日産對其固态電池充電設施充電功率的目标值高達350kW。據悉，日産已經完成1000Wh/L級電極的充放電性能實測，在25℃下能在15分鐘時間内從15%充電到80%，充電時間可縮短至1/3。

另外，固态電池被認為受溫度影響較小，是以在低溫條件下表現更好，一定程度上能夠解決冬季車輛續航裡程下降等問題。同時可以避免液态電池的锂離子在反複充電過程中産生锂枝晶并穿透電池隔膜引發自燃，安全性提升。

但看起來近乎“完美”的全固态電池量産卻也面臨許多難點，主要展現在制造難、成本高方面。

日産技術負責人在此次會議上表示，目前全固态電池距大規模量産裝車，還有不少技術難題。首先是在技術層面，固态電池需要将多層電芯均勻疊放，一旦每層之間受力不均或沒有充分考慮電池充放電引發的體積變化，就會導緻電荷局部堆積，嚴重時可能引發短路。

此外，受俄烏沖突持續等外界因素影響，目前用于制造電極的钴等金屬材料價格飛漲，使得固态電池本來就居高不下的制造成本雪上加霜。據介紹，日産目前重要的研究方向是開發錳等售價較為低廉的代替材料，希望未來成本達到每千瓦時75美元。

但邵元駿表示，全固态電池并不能完全避開目前短缺的那些材料，成本仍然非常高。“（固态電池）正負極還是用那些（材料），就是把EC DMC和六氟磷酸锂換成更複雜的硫化物或者氧化物，會涉及La、Ge之類的元素。而硫化物現在價格都是按克算的，非常昂貴。”邵元駿指出，全固态電池未來基本是用在那種不差錢的高端車型上。

值得注意的是，固态電池也會存在一定的安全隐患。據日産介紹，由于固态電池的能量密度更高，内部的硫化物一旦混入異物或與空氣接觸，很容易形成硫化氫等劇毒易瓦斯體，進而引發爆炸。

“固态電池的能量密度是目前锂離子電池的兩倍，是以就像一個更危險的潛在炸彈。如果發生重大事故，固态電池可能會比現在的電池更具災難性。”日産負責先進電池研發的副總裁Kazuhiro DoiKazuhiro Doi表示。而這需要針對固态電池進行更加全面的安全驗證。

半固态電池将上位？

目前業内對全固态電池的量産時間預計也差異很大。資料顯示，表示最早實作量産的是大衆汽車，其入股美國動力電池企業Quantum Scape，合資開發固态電池，計劃2023年量産。值得注意的是，Fisker也是Quantum Scape的股東之一，而Fisker放棄固态電池研發是否意味着該公司固态電池量産時間出現變數尚不明确。

豐田則計劃從2025年開始量産固态電池，日産的量産時間是2028年，寶馬更為謹慎一些，計劃2030年量産搭載。Fisker創始人亨裡克·菲斯克去年表示，從任何形式的量産看，固态電池至少還需7年。邵元駿則認為，全固态電池量産至少也是10年之後的事。

目前來看，固态電池的量産要基本要在2025年及以後。市場研究公司Yole Développement (Yole)預計固态電池商業化将在2025年左右開始，小規模量産甚至會提前實作。這是一個相對長的時間，也給固态電池的發展前景增添了許多的變數。

而在國内，有車企表示将推出半固态電池，這被認為是向全固态電池的過渡形式。據悉，蔚來汽車與衛藍新能源合作，前者的蔚來ET7将搭載後者研發的的混合固态電池，該半固态電池預計在今年底或明年上半年開始量産，單次充電續航1000公裡。

“與全固态電池相比，國内的固态電池一般采用固液混合态的路線，在電池中存在一定的液體，這種路線更加現實。固液混合态電池可以了解為液态電池的一種更新而不是颠覆，在成本可控的情況下，能量密度和安全性上有一定的提升。”邵元駿指出，如果固态電池在性能上滿足需求，不一定會需要全固态電池。

因為固态電池的研發投入和成本高，可能在市場上面臨一定的挑戰。“消費者可能會多付出10%的成本選擇将電池的安全系數從90%提升到99%，但不一定會花5-10倍的成本選擇100%安全的全固态電池。”邵元駿對經濟觀察網記者說。同時其指出，目前固體電解質材料基本上不具備低溫工作的能力，這仍然是固态電池的短闆，安全性能也不能100%保證。

對于固态電池的高成本，日産官方在解析會上透露，其将在2028年将固态電池制造成本降至75美元（約合477元人民币）/kWh，與目前的液态锂離子電池成本相當。但邵元駿對此表示，“全固态電池現在是在理論上講故事，實際産品性能怎麼樣，能不能做出來還不一定。”

那麼在研發全固态電池的車企中，哪家最有希望實作率先量産？邵元駿表示，“豐田做的快一點，日本在液态電池産業上已經落後中韓了，隻能謀求别的機會，和燃料電池類似，固态電池的這種押寶也像賭博。”邵元駿表示。