固態電池不是電動車解藥,再等三五年你愿意當小白鼠嗎?
水滴 趙嘉佳 | 2024-11-28
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固態電池在行業中一度被看作“諾亞方舟”一般的存在,每隔一段時間都會被輿論、資本推向熱潮。
經常能夠在網上看到有關“等固態電池出來,我再買電車”的言論、也有不少報道稱“xx品牌固態電車即將落地,領先電動時代”……仿佛固態電池就是電動車的解藥,或者說誰能夠量產出固態電池,誰就可以確保領先。
據不完全統計,國內外已經有34家電池制造廠、超12家車企布局固態電池。其中,車企綁定電池廠共同研發,成為布局固態電池技術的一種主流方案。比如,蔚來、江淮合作衛藍新能源,北汽、上汽、廣汽投資清陶能源、大眾成立子公司QuantumScape、寶馬與福特扶持solid power、豐田和松下合資開固態電池公司等。
所有玩家都在緊鑼密鼓的布局,仿佛固態電池的到來就在眼前,但真的是這樣嗎?
先說結論,全固態電池的技術正在進步,但現在距離資本期望和產業期待的目標尚有不小的距離。受成本、規模等諸多因素,固態電池真正量產的時間依舊飄忽不定。甚至,各路玩家對固態電池研究的營銷意義已經超過了實際意義。
當下全固態電池量產,還只是一場“煙霧彈”。
1、全固態電池為何被看好?
三個原因:技術領先、資本追捧、政策支持
一直以來,全固態電池被看作下一代電池技術的取勝關鍵,甚至被各國推到了戰略產業的高度。歐陽明高曾表示:“全固態電池是公認的下一代電池的首選方案之一,被列入中國、美國、歐盟、日韓等主要國家的發展戰略,也成為下一代電池技術競爭的關鍵制高點。
能夠有這般地位,是因為固態電池在技術上能夠解決液態電池無法突破的難題:大能量密度和安全性無法兼得,以及體積大。
采用固態電解質的固態電池,不需要像液態電池那樣要把液體包裹起來防止漏電,而可以疊起來放置,省去外殼、包裹膜、散熱材料等等,質量能量密度和體積能量密度都可以大大提升,理論上講固態電池可以做到非常高的能量密度。
總之相比現在的液態電池,全固態電池的解決方案很完美,因此各家企業都開始著手去研發。畢竟,誰不想掌握電池下一代領先的技術呢。尤其對于在電動化上半場失速的日系品牌來說,幾乎把固態電池看作“救命稻草”也不為過。時不時放出固態電池研究進程的信號,來彰顯自己依舊在電動化路上發展的決心。
而那些搭上固態電池的企業,在二級市場也被看作是下一個“寧德時代”。2024年以來,固態電池板塊相關概念多次走強,11月25日,固態電池板塊全面爆發,龍蟠科技、圣陽股份等近20只個股漲停。
另外,讓各家廠商摩拳擦掌下定決心研發固態電池的,還有國家層面對固態電池的堅定的態度。
國內政府投入約60億元鼓勵有條件的企業對全固態電池相關技術開展研發,包括寧德時代在內的比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源等企業均獲得得政府基礎研發支持。在日本車企和電池廠共同研發的體系支撐,當地政府資金扶持力度超2千億日元(約100億元人民幣);韓國政府提供稅收抵免支持固態電池研發。
技術領先、市場追捧、政策支持,也是電動化領域落后企業一次超車的機會,綜合這幾點于一身,固態電池成為動力電池領域的香餑餑。
2、全固態電池落地還有多遠?
全固態電池確實存在優勢,但技術是否成熟、量產何時可行又是另外一回事。如何實現高性能和低成本兼具、以及質量管控是固態電池還未解決的難題。
事實上,早在上世紀90年代全固態電池就誕生了,但是由于其制造困難,生產成本高,不得不被放棄。目前已經量產上車的,比如,上汽在智已L6、蔚來ET7均為半固態電池,半固態電池和固態電池有本質上的區別,不過成本都很高。蔚來曾透露,僅是一塊150kWh的半固態電池價格差不多要30萬元。
目前,固態電池高成本主要體現在材料、生產線兩個方面。以全固態電池硫化物技術路徑來說,目前一公斤硫化物材料售價超過500美元。還有,硫化物電解質易氧化產生有毒氣體;在生產線方面,固態電池的生產線與現有的液態電池生產線不兼容,需要單獨建設生產線和生產設備,這也將提升固態電池的生產成本。
另外,從技術層面來說,固態電池還存在離子運輸機制、鋰枝晶生長機制、固-固界面的技術難題,網上有大量關于固態電池技術的解析,這里就不一一展開解釋,不過行業至今中還沒給出十全十美的解決方案。
在今年9月動力電池大會上,寧德時代董事長曾毓群曾透露,全固態電池的行業研發水平還不高,如果用數字1到9,表示固態電池的技術和制造成熟度,寧德時代自己的研發也就處于等級4的水平,也即是技術定型的階段,計劃到2027年提升至7~8級的水平,可能實現小批量生產。
也就是說,目前行業中全固態電池仍處于實驗室研究和開發階段。從各家公布的進程來看,2027年是全固態電池量產的一個關鍵節點。大部分車企包括比亞迪、豐田、小鵬等都會在這個時間點進行小批量的固態電池運行。
也有少部分激進的企業,比如本田宣布將從2025年1月開始試生產純電動汽車(EV)用的“全固態電池”;廣汽明確宣布了全固態電池技術將于2026年實現量產搭載在昊鉑車型上。奇瑞也要在2026年定向運營固態電池。
業內人士給出的判斷是2030年固態電池迎來產業化大突破。固態電池可能分兩個階段,2027-2029可能是一個示范的過程,主要用于中高端電動汽車;2030年-2032年,針對主流電動車使用。
也就是說,在2030年之前固態電池上車更多用于測試,測試產品性能、安全等等。此時間段內購買固態電池車的用戶,說好聽點是嘗鮮者,換一種說法就是小白鼠。那2030年之后就能買了嗎?這就要看固態電池成本能夠降低多少,以及技術上能夠領先現在電池技術多少,至今還有確定的答案。
3、我們真的需要全固態電池嗎?
不得不承認的是,如今車企們的內卷,也加劇了全固態電池的研發進程。
在汽車領域,研發固態電池是追求電動產品性的提升,那么反過來是不是可以理解,一個電池如果能量密度高、安全性高、壽命長,那不管是不是全固態電池,都會是車企們最終的追求。
目前大多數企業研發的全固態電池能量密度在400Wh/kg,雖然比當下眾多量產的液態電池密度大,但并沒有突破液態電池的天花板。寧德時代麒麟電池能量密度是350Wh/kg,特斯拉4680電池能量密度是300Wh/kg。如果量產全固態的電池沒有和液態電池能量密度拉開較大的差距,而液態電池成本更低的情況下,全固態電池很難普及。
以2030年為節點,留給全固態電池產業成熟期還有5年。這5年內固態電池有可能進行技術和成本的突破,但誰也不能保障,這五年內鋰電池的技術和成本,不會得到進一步的提升和下降。
事實上,當下的鋰電池能量密度還在不斷提升,通過改變成分、配方,還可以讓整車的續航、充電速度、安全性有很大的提升空間。廣汽集團在廣州車展上說,正在儲備下一代新的電池技術,能量密度比現有電池能量密度提高不少,比固態電池密度還要高。
相關研報顯示,自從鋰離子電池在1991年推出以來,電池產量每增加一倍,電池價格就會下降19%。隨著行業的繼續成熟,鋰離子這一成本還有可能繼續降低。
暫且不去說鋰離子電池,就以半固態電池來說,目前多家車在研究固態電池時,都選擇保留少量的液態電解質,理由是,雖然相比全固態電池性能有所遜色,但半固態電池在能量密度和安全性上都較傳統液態電池已經有較大提升。
假設在5年內,半固態電池技術水平實現突破,成本也達到可觀的水平,那全固態電池是否還有繼續研究的必要需要打個問號。
或許會有人說,追求技術的突破總沒有錯,但如果在應用端已經有完美的解決方案,還無限的追求,何嘗不是一種資源的浪費。比如現如今汽車行業自動駕駛從一步跨越到L5后又轉向研究L2+。這樣的歷史,是否又會在全固態電池上重演呢?
寫到這里并不是要否定全固態電池的發展,只是想強調,全固態電池有自己領先的優勢,但卻不是“萬金油”,至少現在還有很多沒辦法解決的難題,也不是那么很輕易的就能落地,不要過度吹捧。
對于那些說“等固態電池出來再買電的人”,保守估計三五年內是等不到成熟的落地,除非你愿意當小白鼠。三五年后,價格怎么樣,品控怎么樣一切都是未知數。
當然,通過發布固態電池技術,也是彰顯自己實力的一種途徑。在汽車領域,企業為了擺脫內卷尋求技術差異化,加碼全固態電池是一個非常穩妥的選擇。一場圍繞“全固態電池”的競爭在全球范圍內展開,只是這個全固態電池技術何時真正落地量產以及普及,依舊是未知數,理性看待即可。