兩年后才量產的全固態電池，能解決現在的續航焦慮？

時間:2024-05-27 10:49來源:AutoLab 作者:張祥龍
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       固態電池今年出場次數極高，3月份智己汽車CEO劉濤在微博上表示：智己L6將搭載首個量產上車的超快充固態電池，這一表述當時就引起了不少熱議。
 
       最終，搭載固態電池的智己L6光年版，價格來到了34.59萬，比次頂配超強性能版貴了2萬，比CLTC工況下能跑850公里的超長續航版貴了7萬。
       雖然大家熱議的不少內容是“白馬非馬”，但消費者對于固態電池的發展還是頗為關注的。
 
       畢竟固態電池相比傳統鋰電池，能量密度又高安全性又好，屬于魚和熊掌兼得了，非常符合大家既要又要的消費心理。
 
       關于固態電池的發展，在上汽舉辦的“新能源技術發布會”，上汽又一次表態：要在2026年，全固態電池就實現交付量產，并完成樣車測試，電芯能量密度將超過400Wh/kg。
 
       那么，兩年后才量產的全固態電池，能解決現在的續航焦慮嗎？
 
固態電池好在哪？
 
       不過在全固態電池到來前，我們還是具體說下固態電池到底好在哪？
 
       首先是安全。
 
       我們知道，傳統鋰電池存在不少挑戰，比如大功率充電容易造成電池析鋰，影響電池壽命，此外還有電池熱失控、熱管理等問題。
       常見的針刺試驗，就是針對傳統鋰電池熱管理的挑戰。
 
       因為針刺試驗刺穿了電芯隔膜，就是人為造成電池內部的正負極短路。
 
       而短路后，鋰離子電池會通過短路點產生大電流，大電流會帶來非常高的溫度，進而導致熱失控導致起火爆炸。
       但對于固態電池來說，這些反而都不是問題。
 
       首先由于電解質配方的不同，固態電池完全不用擔心電池析鋰，固態電解質本身就可以抑制鋰枝晶生長。
 
      其次關于電池熱管理問題，傳統液態鋰電池比較容易受熱失控影響，比如90°C時電池負極表面SEI膜就會分解，進而隔膜融化，形成內短路。
 
      而電芯溫度上升至200°C就可以使電解液直接發生氣化，造成電池劇烈燃燒及爆炸。
 
      而在一般固態電池上，由于沒有液態物質或液態物質大幅減少，固態電解質可燃性低，其熱穩定性要遠超液態電解質。
 
      最BUG的是，不僅耐高溫，固態電池其實也更耐低溫。
 
      傳統液態鋰離子電池會因為低溫造成電解液粘度增大，進而降低電導率、增大電解液/電極界面阻抗和電荷轉移阻抗，包括鋰離子遷移速率都會降低，這些最終會導致電池充放電性能下降。
 
      但在固態電解質電池上，完全不存在因為低溫造成電解質凝固的問題，因為電解質本身就是固態的。
 
      當然，目前固態電解質其實也存在界面阻抗問題需要解決，畢竟固態電解質的接觸程度還是比不了液態電解質的，只是受低溫影響還不太明顯。
      目前之所以存在半固態電池，就是因為固態電解質界面存在阻抗問題，為了增加界面接觸，電解質內部增加了一部分浸潤的液體，于是有了半固態電池。
 
      最關鍵的是，固態電池還有高能量密度的優勢。
 
      這也是因為固態電池中的固態電解質化學特性比較穩定，不像有機電解液無法兼容的金屬鋰等高比能量電極材料，固態電解質卻可以通過適配高能正極與鋰金屬負極來增加電池能量密度。
 
      開頭提到的智己L6上搭載的“光年固態電池”，其實正是目前上汽清陶固態電池的第一代產品，這塊電池能量密度也超過了300Wh/kg。而目前傳統液態鋰電池的能量密度理論極限也就是350Wh/kg。
 
      就能量密度來看，目前的半固態電池都超過寧德時代麒麟電池(255Wh/kg)的水平。
 
      可以說，潛力很大。
 
現階段，成本更高還是更低？
 
       不僅能量密度高，更安全，固態電池其實還有成本更低的好處。
       目前固態電池基于材料和工藝的簡化和創新，從電芯端到 PACK端，固態電池單位成本相比液態鋰電池最多可降低40%。
 
       比如最明顯的電芯封裝上。
 
       上汽技術發布會現場，AutoLab也采訪了上汽清陶能源的工作人員，關于固態電池為什么選擇軟包封裝，回復是這樣的：
 
       由于全固態電池本身有更高的安全性，比如無電解質泄露風險、熱穩定性更高等等，所以在電芯封裝上一般采用軟包的方式，相比起采用鋼鋁外殼的方形和圓柱電池，采用鋁塑膜外殼的軟包電池在材料上會降低很多成本，對電池輕量化和能量密度也都有提升。
 
       當然，對于我們消費者來說，既然固態電池成本降低，那我們買車成本是不是也降低了？
 
       答案當然是肯定的。
 
       但只是由于目前半固態才剛開始出現，技術還在發展過程中，所以既不是電池廠規模化生產的好時機，車企們也還未規模化上車。
 
       也就導致目前半固態電池的成本極高，自然也不能和未來全固態規模化量產后的成本相比。
       舉個例子，蔚來ET7與衛藍新能源合作開發的半固態軟包電芯，單電芯能量密度高達360Wh/kg，其搭載的140度電的半固態電池，成本據稱是一輛ET5的價格。
 
       我們也采訪了一位上汽的工程師，他表示用戶的純電續航焦慮在標定里程超過700公里后會出現邊際效應。因此，現階段讓消費者為這么貴的固態電池買單，不太現實。
 
2027年前后，固態電池車型集中亮相
 
       遠水止不了近渴，未來規模化量產后價格更低、能量密度更高的全固態電池要什么時候到來呢？
 
       業界普遍的預期是在2027年前后，實現具備全固態電解質的固態電池量產。
       比如這次上汽發布會，關于固態電池的規劃2026年實現量產。
 
       其實對比去年清陶能源的公布固態電池規劃，還稍微有些區別，因為去年清陶能源的目標是2027年實現超過500Wh/kg能量密度的全固態電池量產。
 
       可能是因為目前新能源市場內卷太為激烈，即便是在固態電池這個領域，大家也都在爭奪一哥的位置。
 
       畢竟一項新技術誰能更早量產，誰就更有機會抓住用戶心智，而抓住用戶心智對于根基尚淺的新勢力品牌們還是很重要的。
 
       但可能也正因為量產時間提前，其全固態電池的能量密度指標也從此前超過500Wh/kg下降到超過400Wh/kg。
 
       但在2027年，上汽搭載全固態電池的智己新車將實現量產，后續能量密度還有望進一步提升至500Wh/kg。
       其實可以看到，在2027年前后，按照各家的規劃還有更多車企會有固態電池試裝或量產上車。
 
       比如比亞迪、長安深藍、廣汽昊鉑、寶馬、大眾、日產、豐田、現代等等。
       這一時間段也將會是搭載全固態電池車型集中亮相的時期，而整體來看，國內車企量產全固態電池上車的時間還是更早一些。
 
       而屆時，在新能源汽車市場，由于全固態電池這一全新技術的加入，以及國內車企的先發，可以預見汽車市場新一輪的激烈內卷，已是難以避免了。
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 固態電池
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