當行業走到瓶頸期時，可能需要新勢力來促進突破。
文丨智駕網 黃華丹
" 傳統的液态電池，其實從行業來看，應該接近天花闆了。" 在偌大的會議室裏，我和開啓新一輪創業的馬欣聊了很久。
目前新能源汽車的兩大瓶頸依然無法得到有效解決，一是安全性，二是續航。在夏天的高溫天氣，或者當底盤遭到外力磕碰，動力電池的安全性仍然無法保證。而如何在不增加增程器，或不另外加一套混動系統的情況下增加續航，同樣也還是行業的痛點。
" 目前大家做的，就是對電池包做一些處理，比如散熱，監測監控，在殼體上加一些手段防止它被外力刺穿。但實際上電芯本身的安全性和能量密度的突破還被卡着。"
要想在電芯層面實現實質性的突破，固态電池是行業普遍看好的方向。
這也正是馬欣加入太藍新能源最主要的原因。
01.
2023 是半固态電池量産元年
簡單而言，我們一般所說的固态電池，即是用固态電解質代替目前電池中所使用的液态電解質，不僅能大大提高電池安全性，同時也能有效提高續航，很大程度上解決新能源行業的兩大難題。
而且，固态電池由于能量密度增加，且固态電解質所需空間比傳統電池中的隔膜和電解液小，體積更加小巧。而電芯安全性的提高，也使得對整包要求的降低，不僅所占空間變小，對 BMS 等配置的要求也會降低。對車企來說，同時節約了成本。
當然，這是理想情況。
現狀是，全固态電池還無法做到真正的量産裝車。
" 研發不是問題。據我了解，全世界第一塊全固态電池早在上世紀 90 年代就有了，但是它的生産成本比液态電池高出非常多。" 如果要做全固态電池，所有生産設備和工藝環節都和現在的液态電池不一樣，相當于整條産線都需要重新來過。
馬欣認爲，要真正實現全固态電池的量産落地，至少還要很長時間。
目前，參與固态電池賽道的，除了太藍，還包括清陶、衛藍、輝能等初創企業，以及贛鋒锂業、甯德時代、孚能科技、國軒高科等锂電池行業巨頭。此前，豐田也曾宣布固态電池研發實現新的突破，預計 2027 年将實現量産落地。
但當前實際能做到落地的還是半固态電池。也就是說，仍然保留少量的液态電解質。雖然相比全固态電池性能有所遜色，但半固态電池在能量密度和安全性上都較傳統液态電池有明顯提升。目前太藍的半固态電池電芯能量密度可做到 320Wh/kg 以上，而目前主流液态電池的電芯能量密度普遍在 200Wh/kg 左右。
賽力斯 SERES 5、岚圖追光均已宣布實現半固态電池落地。而蔚來宣布即将上車的 150kWh 電池包同樣爲來自衛藍新能源的半固态電池。此外，包括高合、哪吒等多款車型也宣布将于今年搭載半固态電池。
因此，也有人将 2023 年稱爲半固态電池量産元年。
02.
太藍：做固态電池的普及者
目前，太藍新能源已經在重慶落地一條 0.2GWh 的半固态産線，并已投産。産能主要供給電動摩托車，預計今年四季度交付。而在四輪汽車上的大動力電池方面，目前正處于送樣、測試階段，真正實現落地，應該會在 2024 年下半年。
如果将電芯的六大性能列爲六邊形的六個極點，即能量密度、安全性、充電倍率、溫度适應性、充電壽命與實際應用場景，馬欣表示，太藍想做的是一個相對正的六邊形，一個沒有明顯凹陷的六邊形。
" 太藍并不想做一款某個參數特别激進，但整體卻有明顯缺陷的産品，比如雖然能量密度達到 500Wh/kg，但循環壽命卻隻有幾十次。" 太藍的目标是在一個相對均衡的六邊形基礎上，逐漸擴大其面積。
光大證券預計，半固态電池的商業化轉折點會在 2024-2025 年，而全固态電池實現商業化應用尚需 5-10 年。這與行業内的節奏預期相仿。
據馬欣介紹，太藍的半固态産線可以做到和液态電池産線達到 80% 的複用率，且成本和現有液态電池基本相當。
太藍新能源創始人、董事長高翔博士曾曆任美國、日本前沿實驗室，通過人才引進計劃回到國内，于 2018 年創辦太藍新能源。在海外取得固态電池領域一定的研究成果，見過頂尖技術是什麽樣子，高翔創辦太藍，是帶着将頂尖技術普及到量産領域的希望。
而太藍 CEO 李彥則是互聯網出身，主要負責落地半固态锂電池産線建設及公司戰略層面的工作，并與上遊原材料供應商和下遊客戶方建立合作。
馬欣表示，做固态電池的普及者，是太藍的品牌定位。
對于初創企業來說，要進入動力電池行業，以傳統的液态電池入局已然沒有機會。而固态電池，作爲普遍被看好的锂電池下一階段技術，是更适合切入的賽道。馬欣笑稱，有業内人将太藍稱爲動力電池行業的新勢力。
目前，太藍新能源已拿到數億元 Pre-B 輪融資，投資人包括中金資本、正奇金融、君聯資本等，本輪資金将用于公司新工廠的擴産建設、技術儲備項目的持續開發、人才建設和産品上量等。此前的投資人還包括招商局創投、清研資本以及重慶兩江資本等知名機構。
03.
固态電池優勢明顯，但仍需解決問題
那麽，固态電池的原理是什麽？其與液态電池相比的優勢又是如何實現的？
液态電池容易自燃主要是其液态電解質與隔膜容易發生燃燒。一種情況是隔膜被刺破，正極材料與負極材料接觸，發生短路，形成燃燒。隔膜刺破可能由外力引起，也可能是電池使用時間久後，電芯内産生锂枝晶，刺破隔膜。另外一種情況就是外界溫度升高，正極材料過于活躍，發生熱失控。這也是三元锂電池的一大風險，尤其是高鎳電池。增加正極材料中的鎳含量可提高能量密度，但同時也造成了正極材料活性過高，導緻容易發生自燃。
而固态電池的目标，就是取消隔膜和液态電解質。
目前，固态電池電解質材料主要有三種路線，分别是聚合物、氧化物和硫化物。三種産品各有優缺點，不同企業選擇的也是不同的路徑，但目前尚沒有一家能夠完全實現技術與量産成本的均衡。
聚合物的優勢是，其電導率和液态電解質相仿。但缺點也同樣明顯，機械強度不足，依然存在锂枝晶刺穿的問題。也就是說，聚合物固态電池的内部導電問題依然存在，安全性無法得到有效保障。目前，歐美企業主要采用聚合物路線。
硫化物電導率高，接近液态電解質，且界面較爲穩定，兼具強度和加工性能、界面相容性也高。但硫的空氣穩定性差，當其暴露于空氣中，容易與空氣中的水、氧氣反應産生硫化氫有毒氣體。因此，硫化物電解質的合成、儲存、運輸和後處理過程需要嚴重依賴惰性氣體或幹燥室。導緻制備工藝極其複雜，成本高昂。此外，硫化物電解質自身成本同樣昂貴。目前主要是日韓企業采用硫化物路線。
中國企業更多的是采用氧化物路線。其優勢是密度大，機械強度高，不容易發生刺破，因而可有效提高安全性。但也正是其高密度，導緻内部阻抗過大，造成導電率不佳。
" 它的内部阻抗很大，甚至會影響到内部充電和放電的實際性能，還不如液态的産品。"
太藍新能源采用的也是氧化物路線。馬欣表示，太藍之所以能吸引投資人的關注，正是因爲極大程度上解決了氧化物阻抗高的問題。
目前，半固态電池是将固态電解質直接塗覆在正負極材料上。固态電解質與正負極材料固 - 固結合時會産生很多孔隙，太藍的一項專利技術就是将一層柔性層材料填充在正負極材料和固态電解質之間，填上了内部孔隙，提高導電性能。
由于正負極之間除了隔膜還增加了固态電解質，其穩定性大大增加，可有效降低電芯發生自燃的風險。而由于安全性提高，固态電池也可以使用更激進的正負極材料，如高鎳正極材料和金屬锂負極材料，而不必擔心其活性增加會引發自燃，從而進一步提高動力電池的續航能力。
不過，馬欣表示，目前太藍采用的仍然是相對成熟的正負極材料。
在産能方面，目前太藍重慶一期 0.2GWh 産能已經投産，重慶二期和淮南一期共 5GWh 産能在建，淮南二期有 7GWh 的産能儲備，整體共有 12.2GWh 産能規劃。目前在建的 5GWh 主要爲車用動力儲備，均面向大動力方向。
而在應用方面，太藍規劃的領域除了動力電池，還包括 3C、儲能、智能機器人以及無人機等場景。
從半固态發展到全固态，對産線和供應鏈又将是一次新的挑戰。目前，太藍已完成實驗室内研究開發。長期來看，太藍也計劃将全固态電池産能做到 GWh 級别以上。
伴随着新能源熱潮，動力電池市場的發展可以說是風起雲湧。而固态電池，則如這股浪潮中的新勢力。雖仍存在諸多不确定性，但它代表着的是行業前進的方向。
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