固态電池還要等一等

搭載業内首個準900V超快充固态電池，實作超1000公裡的CLTC續航裡程；該電池采用幹法一體成型耐高溫固态電解質，可實作“整包無熱蔓延不起火”，峰值充電功率達400kW，充電12分鐘續航增加400km。日前，上汽智己釋出了旗下最新車型——智己L6，聲稱“超快充固态電池首次量産上車”。

近期，固态電池相關技術頻頻取得新進展。重慶太藍新能源宣布，已成功研發出世界首塊車規級全固态锂金屬電池，單體容量為120Ah，實測能量密度達到了720Wh/kg；蔚來汽車表示，其150kWh固态電池已進入量産階段，計劃在第二季度上線投入使用；廣汽集團緊随其後釋出100%固态電解質的全固态電池，宣稱該技術已從實驗室走向量産應用階段，預計将在2026年搭載于昊鉑車型上。

被業界公認為“下一代電池技術”的固态電池已提前到來？

動力電池是新能源汽車的核心部件，成本約占整車的40%，直接影響着電動汽車的續航能力和安全性。目前，以磷酸鐵锂和三元锂電池為代表的液态锂離子電池已發展成為行業主流技術。然而，随着電池技術更疊，液态锂電池能量密度已經接近理論“天花闆”，在不更新材料的前提下，很難取得大幅提升。

而固态電池使用固體電解質替代了傳統锂電池的電解液和隔膜，可搭配能量密度更高的正負極材料，理論上更安全、能量密度更高、循環性能更強，一旦實作商業化将帶來颠覆性變革。

目前，全固态電池已成為全球電池科技的競争焦點，以日韓為代表的動力電池生産大國紛紛加注，以期在未來能源技術競争中占據制高點。早在2020年，南韓三星SDI就已宣稱研發出能量密度900Wh/L且循環壽命超過1000次的硫化物全固态電池；LG新能源計劃2028年推出聚合物固态電池和硫化物固态電池，2030年推出性能更高的硫化物固态電池。日本豐田在固态電池技術方面申請的專利數量居全球首位，已從最初的材料探索，逐漸轉移到電芯的試制，并宣布于2027年或2028年實作固态電池量産。

而大陸在固态電池方面投入的資金、人才以及論文産出已經世界領先。除了汽車廠商外，不僅甯德時代、贛鋒锂業、天賜材料等锂電龍頭企業不斷加大研發投入，還出現了重慶太藍新能源、北京衛藍新能源、清陶能源等一批“專攻”固态電池的初創企業。

雖然固态電池研發進入新一輪熱潮，但目前市面上宣稱可量産應用的“固态電池”，并不是真正意義上的全固态電池，而是半固态電池。

以智己L6标榜的“固态電池”為例，該電池一經釋出，就備受争議。騰勢汽車總經理兼首席共創官趙長江在微網誌發文表示“就是在玩文字遊戲”。這款電池的生産商清陶能源聯合創始人、總經理李峥更是坦言，為增強固态電解質的锂離子導電性，，在電解質中加入了10%的浸潤液。嚴格來說，該電池屬于半固态電池。

除了電解質性狀，全固态電池作為一種“颠覆性”技術，在電芯能量密度、安全性、充放電性能等方面也應大幅領先現有液态锂電池。目前，主流液态三元锂電池能量密度可以達到260Wh/kg~280Wh/kg。然而，不論是智己L6的“固态電池”，還是蔚來的150kWh電池，其電芯能量密度都在約350Wh/kg，相較最高水準的三元锂電池，性能優勢并不明顯。此外，固态電池應該采用全新正負極材料體系，而這些“半固态電池”正負極材料與液态锂電池正負極材料相似，無法發揮固态電解質的全部性能。

相較智己L6的“固态電池”，重慶太藍新能源公司釋出的全固态電池，正極材料采用富锂錳基材料，負極材料選用不同于現有主流石墨、矽基材料的锂金屬，電解質采用氧化物固态電解質，封裝采用鋁塑膜軟包，在實驗室中測得的電芯能量密度高達720Wh/kg，不論是從材料體系，還是從性能參數等方面都滿足了業界對固态電池的設想。不過，該款電池仍停留在實驗室小樣階段，距工業化量産應用還有一定距離。

全固态電池技術開發難點究竟在哪裡？目前，全固态電池在功率性能、循環、材料開發、電芯制造、系統設計等方面均存在較大挑戰。從基礎研究層面看，固态電池存在循環差，倍率和低溫性能不理想等問題；從工程化層面看，産業鍊配套仍不成熟，材料開發和生産工藝均需要突破；從量産推廣層面看，成本、規模化量産裝置、一緻性等問題有待提前布局；從整車應用層面看，快充能力、高低溫性能、循環性能以及脈沖功率均需要進行适配性開發。

此外，在能量密度層面，基于現有的石墨或矽的負極材料體系，無論電解質是什麼形态，電池的能量密度不會有本質提高。是以能量密度探索的重點方向是金屬锂負極，而相對于液态電解質，固态電解質更适合與金屬锂結合。然而，锂金屬負極技術現在還不成熟，在提高界面潤濕性，增大界面穩定性以及抑制锂枝晶等方面亟待進一步突破。

電池材料創新是一個長期積累、久久為功的過程。目前市場相繼傳出關于“固态電池”、“半固态電池”量産上車和落地應用的消息，反映出動力電池技術在不斷變革更新。可以預見的是，未來幾年，将是固态電池攻堅的關鍵階段，誰最先破題，讓全固态電池走出實驗室實作真正的量産應用，誰就有機會引領市場需求，在電動汽車時代占據更大主動權。

作者丨張維佳

編輯丨邱江勇

美編丨馬利亞

監制丨連曉東