深圳新能源轿车~全固态还很悠远？ 混合固液的半固态或是干流趋

固态电池究竟适不合适车用，想必许多人都不会有所置疑，在媒体近几年对全固态电池高能量密度、高安全漫山遍野的报导下，固态电池俨然现已成为车用动力的终极挑选。

但是，研讨越深，越发现固态电池量产运用并没有那么简单。许多专业人士预判，全固态电池或许要10年后才具有彻底商业化条件，乃至更远。近来，浙江锋锂新动力科技有限公司(下称“锋锂新动力”)总经理许晓雄更是直言：个人以为，混合固液(半固态电池)或许是车用动力电池的终极道路。

许晓雄解说称，关于电动轿车来说，全固态不必定能用得上，这里边还有许多问题，比方低温功能、本钱、规模化量产的配备打破等，现在来看这些点要打破仍是挺困难的，这也是为什么丰田轿车一而再再而三地推延全固态电池车演示运用的原因。

据悉，丰田轿车计划在本年的奥运会期间，推出固态电池演示车，因为还未发布，所以还不确认其固态电池车配套用的电池究竟是全固态，仍是半固态电池。

值得注意的是，锋锂新动力是国内最早进入固态电池研制的企业之一，是赣锋锂业旗下专门研讨固态电池的企业。许晓雄本人在固态电池范畴的研讨现已挨近二十年，在博士期间就开端研讨锂离子导体固态电解质，在日本留学期间研讨方向是硫化物固态电解质与相关固态电池技能研制，后来还在日本NIMS-丰田轿车联合研制中心，以及中科院宁波资料所参加固态电池范畴的研制作业。结合其在这一范畴的多年研讨，其观念能够说具有必定的代表性。

事实上，固态电池自2020年以来特别的火。2020年11月借壳上市的美国固态电池企业Quantum Scape(简称QS)，上市后在很短时间内就发明了市值超越1000亿元人民币的奇观，而其销售额却是0。其股价最高时，市值一度超越3000亿元人民币，也被股民称为电池范畴的一支妖股。从这也足可见固态电池有多火。

当然，QS市值高企的背面，除了其或许是最挨近量产的固态电池立异企业外，还有大众轿车、上汽集团、大陆集团和比尔·盖茨等优质本钱的支撑，这些大本钱为其背书，也可看到业界关于固态电池的渴求和注重。

除了QS，近两年国内固态电池也被一再热炒，包含辉能科技、清陶动力等几家企业都泄漏现已具有固态电池出产才干，在能量密度、安全性上有必定优势。

01 真实的全固态电池还有绵长的路

在许晓雄看来，全固态锂电池，应该是一种运用固体电极及固体电解质隔阂资料，不含有任何液体的锂二次电池。分类上首要包含全固态锂离子二次电池和全固态金属锂二次电池，两者的不同在于前者负极不含金属锂，后者负极为含锂资料。

许晓雄以为，现在市面上呈现的凝胶电解质锂电池，电芯中液态电解质以凝胶态存在，电芯中不含固体电解质，应该归于液态锂离子电池范畴，跟固态锂电池无关。

事实上，固态电池核心技能难点在于电解质。而依据电解质的不同，现在科学界又将固态电池按电解质分为三种类型：聚合物、硫化物和氧化物。根据不同技能系统的固态电解质资料，各具优势和应战。

其间，氧化物资料的柔韧性比较差，界面触摸较差，会导致界面阻抗添加;聚合物则存在着导电率过低的问题，比现在液态电解质的导电率低4-5个数量级;硫化物固态电池则面对电解质对空气灵敏、制作条件严苛、原资料贵重、规模化出产技能不成熟等问题。

虽然有高能量密度、高安全性的杰出优势，但就现在业界的研讨及研制发展来看，现阶段固态电池在高低温功能、循环寿数、倍率功能、资料本钱、加工本钱、量产才干等方面都或多或少存在着短时间无法打破的短板，且即使是能量密度或许也无法与现有液态电池相媲美。

所以，能出产出固态电池，功能是否到达人们的希望，是否具有在车用范畴商业化运用，这些都是极为要害的规范。假如功能目标还不如现有的液态锂电池，工艺难度、制作本钱不具有规模化优势，那么在产业界继续寻求低本钱、高安全性、高能量密度的布景下，即使量产，或许也仅仅噱头。

2020年5月，宁德年代董事长曾毓群曾表明，“真实的固态电池是需要用金属锂作负极，这样才干进步能量密度，现在车规级的固态电池在能量密度上还不如咱们的(液态)锂离子电池”。此番谈论也可看作是对近两年固态电池热的一种回应。

02 液态锂电池提高空间依然很足

现在，以三元和磷酸铁锂资料系统为主的液态锂电池是新动力轿车范畴名副其实的干流电池，而这种趋势估计还会继续十年乃至更久。

现阶段三元资料电池能量密度现已做到250Wh/kg以上(指已量产可商用)，乃至已有触及300Wh/kg高点的产品已进入本质化的运用测验阶段。从最近两年新上市的电动轿车来看，续航在500km以上渐成干流，电动轿车的续航焦虑现在现已有较大缓解。

一起，CTP、刀片电池等电池包工艺的立异，也提高了整包电池的带电量，这些都在缓解和消除顾客的路程焦虑。

另一方面，从改善资料系统上来看，三元正极的高镍(以NCM811)及超高镍(镍9系)正在成为电池企业的研制要点，估计接下来一到两年会步入快速量产期;负极层面，掺硅的硅碳负极资料也逐步有电池、车企开端探究运用。正极、负极资料的晋级，正在将三元电池能量密度向350Wh/kg方针推动。

虽然现在这些技能仍未大规模运用，但从宁德年代、LG新动力、松下电池、亿纬锂能、国轩高科、孚能科技等许多头部电池企业的布局和发展来看，估计在未来几年内会连续落地，并成为干流产品道路之一。高镍、硅碳负极资料的运用将会把电池能量密度拉升一个台阶，可进一步缓解乃至消除顾客的续航路程焦虑。比方本年年初蔚来轿车、智己轿车、广汽埃安都声称根据硅负极资料的新式液态或半固态电池的车型，续航均超越了1000km，路程焦虑根本现已消除了。

03 混合固液的半固态电池，或将是新趋势

从动力电池的技能和市场趋势来看，高能量密度、高安全、低本钱是现在衡量电池是否“优秀”的三个重要目标。全固态电池有许多长处，但业内人士指出，就现在技能水平来看，许多长处还处于“幻想”阶段，要满意上述三个目标的征程还比较绵长。

不过，假如从液态到固液混合态来看，好像可行度更高。

“(混合态)对现有的锂离子电池产线没有特别大的推翻，混合固液也合适选用软包叠片的道路，并且装配上与现在的软包液态有极大的兼容性，或许超越80%，剩余20%能够经过现有许多产线改造，不需要大的推翻就能完成规模化、自动化和高效量产。”许晓雄以为，在未来几年，这种混合固液的半固态电池将是首要趋势之一。

图片来历：锋锂新动力

事实上，本年年初，蔚来轿车发布的半固态电池包，便是这种固液混合的半固态电池：其电芯能量密度已到达360Wh/kg，单包带电量估计到达150kWh;资料系统方面，正极选用的是超高镍，负极为掺硅负极，而电解质是固液电解质;封装形式上选用的是软包结构。

从数据目标上能够看出，蔚来发布的这款半固态电池，能量密度已打破现在液态电池的“天花板”，一起也运用了超高镍、硅负极等液态电池行将迭代运用的资料。

在出产制作工艺上，这种固液电解质电池整个产线与现在现有的软包工艺比较，调整起伏较小，兼容性十分高。综上，从资料本钱、制作本钱以及出产工艺上都没有较大改变，无论是可行性仍是经济性，都具有较好的运用发展趋势。

现在包含蔚来轿车的电池供货商，以及锋锂新动力都在这一范畴进行布局，信任还有不少电池企业也现已在固态电池的道路上挑选了这样一条可行性和经济性高的技能道路，一起因其能量密度高，安全可靠，估计接下来数年或将成为干流技能道路之一。