固态电池上车，文字游戏还是未来已来？
- 来源：盖世汽车
- 2024/4/14 9:17:38
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近段时间以来，固态电池的热度不断提升。
4月8日晚，智己汽车一场颇具争议的发布会，将智己L6推向舆论的风口浪尖。同时，其“超快充固态电池首次量产上车”同样引发了行业诸多议论。
“智己L6 Max光年版车型搭载了第一代光年固态电池，该电池具有安全性能高、电池不爆炸、能量密度大、续航高等特点。”智己汽车联席CEO刘涛透露称，搭载固态电池的智己L6 Max光年版车型，预售价格将不超过33万元。
不过，有观点认为，上汽智己“超快充固态电池”仅为“半固态”，与行业所理解的“全固态电池”有所差异。换言之，上汽智己无非是玩了一个文字游戏。
另一边，广汽埃安旗下昊铂品牌宣布昊铂“全固态”电池即将亮相，将于4月12日发布。据悉，该电池采用100%固态电解质，具备超高能量密度、超强本征安全(主要指单体安全)，超宽使用温域等特点，并已经“从实验室走向量产应用”。
从液态电池走向半固态、全固态电池，最核心是电解质的改变。从液态电池到固态电池，需要通过改变化学材料，来提升能量密度、安全性能等，但是从无论技术、成本还是制造工艺上，都并非易事。业内普遍预判，2030年固态电池才能真正实现量产。
因此，智己汽车在获得流量的同时，也在接受着“行业首创”还是“文字游戏”的质疑。无论如何，这轮争议再次引发舆论高潮，固态电池时代要提前到来了？
全固态or半固态？固态电池上车争议
与液态电池相比，固态电池之所以备受关注，因为其具有高能量密度和高安全性、体积小、宽温区运行等诸多显著优势，是下一代高性能锂电池重要代表。
我们进行横向对比，就能看到固态电池的优势。磷酸铁锂电池能量密度一般为100—160Wh/kg，三元锂电池能量密度通常为150—350Wh/kg，固态电池能量密度则为400-900Wh/kg。从目前来看，传统液态电池的能量密度已经接近350Wh/kg的理论极限，提升空间也已经十分有限。
从续航里程表现来看，电芯能量密度为270—320Wh/kg的车辆，满电状态下预计续航里程为600—700km。而搭载固态电池的车型续航里程表现，则能带来更大的惊喜。
以智己L6 Max光年版搭载的固态电池为例，其单体能量密度达到368Wh，续航可以达到1000km。同时，该固态电池可实现高温不可燃、减少穿刺短路的同时，峰值充电功率达400kW，充电12分钟续航增加400km。
真锂研究创始人墨柯强调，固态电池最大的优势在于安全性。由于固态电池使用固态电解质，不同于液态电解质那般容易燃易爆。安全性的提升，还能带来电池包能量密度的增加，因为可以减少为安全考虑而预留的空间和重量。
智己汽车表示，这一“超级电池”，还是行业内首个具备超快充能力的量产级固态电池。通过采用自研的“高离子电导率、耐高温固态电解质”，以及“干法固态电解质层一体成型”技术，电芯整体内阻大幅下降，获得超快充性能。高新技术还解决了硅基材料高膨胀问题，并保证固态电池的稳定性、循环性能和安全性能。
不过，上汽智己“超快充固态电池”却被争议为“伪固态”电池。众所周知，液态电池的主要材料是正负极、隔膜和电解液。而固态电池中，则会分为半固态电池、准固态电池和全固态电池。
其中，半固态电池是固液混合电解质电池，是液态到固态电池的过渡产物，可以被目前的液态电池生产线兼容，通常液体含量10%为半固态与液态划分临界点，仍旧需要隔膜。
全固态电池的电解质采用全固体材料，不需要隔膜。相关研究显示，其固态电解质能够匹配电容量更大的正负极材料，实现更高的电池能量密度。而且固态电池安全性突出，可以抵抗热失控和穿刺等挤压力。
因此，从上汽智己公布的相关信息来看，这款上车的电池实为“半固态电池”。腾势销售事业部总经理赵长江就发布微博提出质疑，认为此时“宣传半固态车用电池的就是在玩文字游戏”。智己汽车有关人士则解释，半固态电池和准固态电池目前尚无明确标准，但使用固态电解质肯定可叫作固态电池，这与使用液态电解液的传统电池是两个时代的产物。
清陶能源是智己L6的动力电池供应商，对于这款电池的争议，他们的态度则较为谨慎。清陶能源联合创始人、总经理李峥就直言，“这款固态电池属于半固态电池。”清陶能源提出固态电池产业化路径，第一代固态电池，即在智己汽车上装车量产的电池，被称为半固态电池；2025年会开发第二代固态电池；最终实现第三代固态电池量产，也就是全固态电池。
而半固态电池之所以开始上车，与其生产工艺有着较大的关系。半固态电池可兼容传统锂电池生产工艺，生产设备基本上可以与锂电兼容，只需新增加一条专产半固态隔膜的生产线，生产设备与液态电池隔膜的设备兼容。
半固态电池要求隔膜的孔径更大、强度更高，并采用湿法+涂覆的工艺。对比传统电池，半固态电池的隔膜无明显工艺改变，调整参数即可。另外，单位半固态电池对隔膜的需求量没有变化。
当然，尽管上汽智己的“光年固态电池”是半固态电池，但是也让智己L6拥有超30%的能量密度提升，续航里程超过1000km，整体实力不容小觑。整体来看，上汽智己搭载的光年固态电池，让我们看到了动力电池持续发展的前景，开启了固态电池上车的第一步。
成本仍是固态电池商业化的重大阻碍
根据液态电解质含量的情况，有行业人士对固态电池进行了更为明确的区分。业内认为，固态电池的发展路径大致可以分为半固态(5-10wt%)、准固态(0-5wt%)、全固态(0wt%)等阶段，其中半固态、准固态使用的电解质均为混合固液电解质。
从固态电池的发展情况来看，全球范围内，全固态电池还处于研发和试制阶段。而制约全固态电池产业化的主要局限在材料技术、制备技术还不够成熟，生产成本过高。因此，行业普遍认为全固态电池距离大规模产业化还需3-5年时间。
固态电池目前遇到的技术难题，就是电池的耐久性不够。因为电池在充放电过程中会反复膨胀和收缩，在正极、负极和固态电解质之间极易产生裂缝，导致电池性能劣化。
从技术角度来看，“离子电导率”是固态电池遇到了技术难题之一。在固态电池中，锂离子主要是通过固体物质来传导，电池中电解质的功能是为锂离子在正负极之间传输搭建通道，而决定锂离子运输是否顺畅的指标被称为离子电导率。传导的好坏跟固体物质的致密程度密切相关，越致密传导越好。
也就是说，固态电池要普及，必须在材料进行突破，之后在提升生产工艺，最后通过大批量生产降低成本等问题。
动力电池行业人士张强就指出，整车企业将电池的安全放在第一位，然后是电池的寿命与可靠性，以及成本。“不过固态电池商业化最大的问题还是成本问题。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。只要固态电池成本下降，那么应该很快就能商用。”
有数据显示，固态电池成本高于液态电池，主要体现在固态电解质和正负极。固态电解质用到的部分稀有金属原材料价格较高，比如，氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗，铜锂复合带价格1万元/kg。此外，全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大，全固态电池成明显高于现有液态电池。
中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙则表述，全固态电池的工艺和设备将发生巨大变化，电池前段的生产设备可能都需要重新开发。认真区分来看，全固态电池与半固态电池、液态电池是不同的概念，全固态电池在车辆上实现规模化应用，要等到2030年左右。
2024年，不如说是半固态电池上车元年
整体来看，半固态电池便是动力电池从液态走向固态的妥协性产物，也是发展全固态电池的一个必然阶段。综合多方信息，与其说2024年是固态电池发展的重要年份，不如说是半固态电池上车元年。
在智己L6“光年固态电池”上车之前，蔚来、岚图等企业的半固态电池早已经装车量产。此外，还有赛力斯、高合、哪吒等多家车企都官宣了自己的半固态电池量产计划。
动力电池企业也将半固态电池上车计划提上日程。盖世汽车不完全统计，目前已经有包括宁德时代、中创新航、蜂巢能源、辉能科技、赣锋锂业、亿纬锂能、国轩高科等国内外十几家动力电池企业也都已在布局半固态电池，并且明确了上车计划。
根据相关机构统计统计，截止2023年底，国内半固态电池产能规划累计超过298GWh，落地产能接15GWh。2024年将是固态电池产业发展的重要节点，年内有望实现(半)固态电池的大规模装载应用，预计全年装机总量将历史性地突破5GWh大关。
当然，尽管半固态电池已经迈入商业化拐点，但是价格依旧还需要进一步下降。蔚来联合创始人、总裁秦力洪就透露，一块150kWh的半固态电池开发成本甚至与一辆ET5的成本相当。
换言之，超长续航半固态电池的成本仍然非常高昂，从成本角度来考虑，车企估计会以选配半固态电池版本车型的方式进行推广。
再回到广汽埃安昊铂的视角，如果其全固态电池真正能做到量产装车，那么全固态电池时代提前到来，也许会成为可能。当然，关于昊铂汽车100%全固态电池真正情况，4月12日的广汽科技日上或许才能水落石出。
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