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固态电池,新能源汽车行业的新故事

过去10年,是新能源汽车发展最黄金的10年。当然,也是卷而又卷的10年。卷价格、卷服务、卷流量、卷口嗨……

关于产品的卷,自成一系。

一开始是卷续航,三元锂电池的续航能力与政府补贴契合,因此脱颖而出。

接着卷安全,磷酸铁锂电池逆势爆发,通过针刺试验的刀片电池站在了风口。

然后开始卷智能座舱,你好**同学:打开天窗、打开空调……的声音弥漫在整个座舱内。

紧接着卷智能驾驶,从高速NOA到了如今的城市NOA,从L2级到L2.5级,甚至到了L2.9级,谁都不敢说到了L3。

如今,终点又回到起点。只不过卷得更猛烈,续航+安全一起卷,于是“固态电池”成为业内的流行词。

固态电池到底是文字游戏还是未来已来?

固态电池,即一种使用固态电解质替代传统液态电解质的电池。这种电池相比传统锂电池具有更高的能量密度、更短的充电时间以及更高的安全性。

这些优势使得固态电池成为解锁电动汽车全面替代燃油车的最后一道密码。

谁率先让固态电池上车,谁就有不可争辩的先发优势。固态电池的量产推进,正在加速。

2022年4月,日产宣布成功研发全固态电池,引起全球汽车行业关注。日产因此成为第一家官宣固态电池研发成功的车企。

然而,不久之后,日产再度表示,根据日产汽车的计划,全固态电池将在2025年开始小批量试产,预计到2028年才能应用于量产车。

2028年这个时间节点,倒是与之前行业大多数专家所预判的时间基本一致。相信很多车企,特别是自主新势力造车团队成员也是虚惊一场,长舒了一口气。

然而,一波未平,一波又起。

今年4月8日,上汽集团旗下智己汽车在上海正式发布智己L6智能轿车。智己汽车方面介绍,该车型为全球首次搭载量产“超快充固态电池”的车型,智己L6将引领新能源汽车进入“固态电池时代”。 并将此称之为“第一代光年固态电池”。

且智己L6光年版的指导价为34.59万,作为一款中大型车,价格似乎没有那么离谱。作为2016年才成立的,“第一代光年固态电池”的打造者,清陶能源随之浮出水面。

一石激起千层浪。

最先跟进的是广汽集团,其官方宣布全固态电池计划于2026年上车,将首先搭载于昊铂车型。

几乎与之同时,成立仅3年时间,总部位于重庆的太蓝新能源对外宣布:公司在固态电池技术领域取得重大突破,成功研发出车规级单体容量120Ah、实测能量密度高达720Wh/kg的超高能量密度体型化全固态锂金属电池。

一时间大家似乎都忘记了,去年年底,蔚来李斌用一块半固态电池完成了续航超1000公里直播这件事。这才过去不到半年时间,好像发生在很久以前。

这时候,大家自然而然地将视线投向了电池圈的两位大佬,宁德时代和比亚迪。

对此,宁德时代首席科学家吴凯表示,全固态电池的成熟度指标,若用1-9数字表示,宁德时代目前的成熟度在4的水平,目标到2027年到7-8的水平。

无疑,宁德时代的谨慎发言给高潮迭起的固态电池降了温。很多人都在思考,对于固态电池的研发,即便放在全球市场宁德时代都应该是头部的存在才对呀?他们不缺钱,不缺人,不缺资源。

至于比亚迪,对固态电池没有特别发声,倒是说了另外一件事情:公司计划在2024年发布第二代刀片电池,该电池将具有更高的能量密度和更长的续航里程。

在忙着升级液态锂电的同时,比亚迪不咸不淡的提了一嘴,公司将在2025年“试装”全固态锂电池。是的,仅仅是“试装”。

5月17日,国轩高科发布采用全固态电池技术的金石电池,当日其股价涨幅达到10.02%。不过,随后国轩高科全固态电池负责人表示,计划在2027年小批量上车实验,如果测试顺利,随着产业链逐步建立,预计在2030年实现量产。

通过上述现象不难发现,对于固态电池,车厂比电池厂更急。而配合车厂一起急的电池厂主要是以创业独角兽和二三梯队电池厂商为主。

这不得不让人产生一些联想,为什么真正的大厂稳如老狗,新生势力却一蹦三尺高?

1990年,也就是34年前,美国橡树岭国家实验室造出了固态电池。

这块能量密度超过700Wh/kg,是当前技术水平下液态锂电池2.5 倍的固态电池,在此后30多年的时间里,仿佛被时间禁锢了一样,它并没有如同种子,生根发芽,遍地开花。

2009年,中科院青岛生物能源与过程研究所组建了100余人的固态锂电池基础研究和工程开发队伍,并在国际上首次提出“刚柔并济”聚合物复合固态电解质设计理念。

中科院青岛生物能源与过程研究所作为一家国立科研机构,其对固态电池的研发行动延续了15年之久,甚至早于比亚迪与宁德时代。

然而,目前所研制的固态电池也仅仅在小众领域使用,比如深潜器。

也就是说,固态电池并不是新鲜之物。但上车很难,量产上车难上加难。然而随着智己L6光年版的上市,一切似乎都变得迎刃而解,是技术终于从量变走到质变环节了吗?

要知道,电解质与电极界面的稳定性问题、长期循环性能的挑战以及大规模生产的可行性等都是固态电池商业化过程中,长期得不到根治的问题。

事实上,目前业内共识是,根据电解质液含量的不同,电池可以分为液态(10-25wt%)、半固态(5-10wt%)、准固态(0-5wt%)和全固态(0wt%)四大类。

其中,半固态、准固态和全固态电池统称为固态电池。

中国科学院院士、新能源动力系统与交通电动化专家欧阳明高就此表示,全固态电池是公认的下一代电池的首选方案之一,也是下一代电池技术竞争的关键制高点,但是也要注意防范激进技术路线带来的颠覆性风险。

液态电池的应用周期至少还有20年。固态电池要想替代液态锂离子电池50%的市场份额,至少需要20至30年。

欧阳明高所言及的“20年”,当然是指真正意义上的全固态电池。

但是,当前部分车企和电池厂商所官宣的“固态电池”,就不一定了。

比如智己CEO刘涛与清陶能源总经理李峥在直播中展示了清陶能源为智己L6提供的电池,其电解质材料为一种固态的白色粉末。

虽然不是“液态”,却需要“润湿剂”辅助使用,而该“润湿剂”的质量占比约为电池整体的10%。这一液体含量处于“半固态电池”定义的下限门槛。

所以,智己L6官方所说的“固态电池”,不能说骗了你,但至少是广义上的固态电池。与欧阳明高所指向的全固态电池绝对是两件完全不同的东西。

对此,有业内人事直言不讳地指出,半固态电池早已被蔚来等车企捷足先登,对于智己汽车来说就缺少了爆点,所以,他们利用“电解液”和“润湿剂”的区别来做文章。

正如文首所言,在卷无可卷的当下,一个宽泛的固态电池概念,其实是“七成看广告,三成看疗效”。

所谓“三成看疗效”。

不管是蔚来也罢,还是智己也好。确实因为半固态电池的介入,增加了车辆的续航里程。那么,为什么电池大厂没有跟进呢?适时参与到半固态电池的缠斗中去。

一般理解,半固态电池是过渡路线。既不具备全固态电池的安全性,又面临与液态电池的成本和性能竞争。

对于这些液态电池巨头们而言,采用过渡性方案既会颠覆现有的基本盘,也无法满足长远发展的需要。所以,他们对半固态电池的态度不冷不热也可以理解。

然而,如今看来,固态电池之战似乎正在演变成为打破电池行业现有阶层的一条重要途径。

目前,北京卫蓝、江苏清陶、宁波锋锂、辉能科技是中国四家头部固态电池公司。它们几乎只干一件事,专研、专营固态电池。而且它们的激进,也得到传统主机大厂的青睐,比如上汽投资了清陶能源,辉能科技拿到了奔驰的订单。

说实话,这对传统电池大佬的刺激还是挺大的。

此前,宁德时代也曾傲娇地评价:其他公司折腾好几年做的半固态电池的效果,宁德时代改一下液态电池结构或者电控也能达到。

言下之意,瞧不上、不掺和。

但是,在今年5月9日,宁德时代于投资者平台上表示:公司的凝聚态电池能量密度最高可达500Wh/kg,正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发,公司后续还将推出凝聚态电池的车规级应用版本。

宁德时代所谓的“凝聚态电池”,就是名副其实的半固态电池。

显然,宁德时代有些坐不住了。那么比亚迪会跟进吗?

在业界看来,未来 5 年市场上最有竞争力的电池有两块:一块是600 公里续航、可搭配 800V 高压平台的电池。占据成本和补能效率优势;另一块是 1000 公里液态 / 混合固液电池。占据超长续航优势。

两块电池怎么选,就看产品定位,市场需求。但无论怎么选,随着固态电池上市日期的迫近,随着智能辅助驾驶在城市NOA层面的固化,关于固体电池概念衍生出的话术,还将继续充斥在新能源汽车的广告宣传文案中。

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