圖片來源 @視覺中國
文｜王新喜
近日，日産歐洲研發高級副總裁 David Moss 表示，日産已經成功開發出全固态電池，目标是 2025 年開始試生産，2028 年生産一款由固态電池驅動的全新電動汽車。早前德國寶馬集團也宣布，寶馬将打造全固态電池中試生産線，2025 年推出首輛原型車。
國内固态電池闆塊也在爆發，不少企業也下場開始了固态電池的研發進程，國内已經有部分車企推出了搭載半固态電池的電動車。我們知道，對于電動汽車的發展來說，電池技術的進步是整個電動汽車發展與競争的關鍵一環。
由于固态電池有續航持久，回血快，壽命長的特點，因此，它很可能是下一階段的電動汽車競争的重要的變革性技術。日本固态電池研發成功，中國車企要有危機感。
從 4680 電池到固态電池，電池創新突破節點來臨
電動汽車的核心成本就在電池上，從電動汽車的未來方向來看，電池技術的瓶頸是限制整個電動汽車突破的核心一環，目前電池存在續航短闆、充電時間長以及電池壽命衰減、冬天怕冷、夏天怕熱等局限，誰能在這一環攻克行業痛點，實現用戶體驗層面的突飛猛進，彎道超車的可能性是存在的。
特斯拉日前的重大進展也是在電池技術上—— 4680 電池，相較于前一代電池，4680 電池在能量方面提高 5 倍、續航裏程提高 16%、動力方面提高 6 倍、成本方面降低 14%。
這種圓柱電池采用大電芯，單體比小圓柱電池要大 5-6 倍，系統集成效率會更高；并且其生産自動化程度高，标準比較統一，後期的能量密度也會較高。特斯拉提出的幹電極技術相比傳統的濕法技術，幹法電極成膜的均勻度和一緻性更難控制，而電動汽車電池的電極又較大較厚，因此生産的難度更高。
不過， 從進展來看，特斯拉正在将 4680 電池帶入規模量産的前夜，也加速了行業對于大圓柱電池的關注與跟進。目前已經有不少整車廠、電池廠商已經在快速跟進。
不過特斯拉的 4680 電池依然是液态電池的延續性創新，而固态電池其實已經走出了這種延續性創新路徑。
從類型來看，目前市面上的動力電池主要有兩種，一種是磷酸鐵锂電池，另外一種三元锂電池。三元锂電池能量密度更高，續航裏程更長，但由于安全性差的短闆，已經逐步被磷酸鐵锂所取代，目前大多數新能源起火事故，都和三元锂電池有關。
這兩種電池的結構差不多，主要由正極、隔膜、負極，再灌上電解液制造而成，它們統稱爲液态電池。
固态電池與現今普遍使用的锂離子電池和锂離子聚合物電池不同的是，它是一種使用固體電極和固體電解質的電池，固态的電解質具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。此外，它采用锂、鈉制成的玻璃化合物爲傳導物質，取代以往锂電池的電解液，大大提升锂電池的能量密度。
簡單來說，與目前的锂電池相比，固态電池優勢相當明顯：首先是它的充電速度可提高幾倍以上，而且不受溫度限制；其次是能量密度翻倍，續航裏程達到 1000km 以上；更重要的是，由于固态電解質具有不可燃性、無腐蝕性、無揮發、不會漏液等特性，化學性質更穩定，穿刺後也不用擔心安全問題。
某種程度上，固态電池算是一種革命性的突破。
雖然目前包括大衆、豐田等傳統車企，蔚來、合創等新勢力品牌，以及甯德時代等電池企業，都對固态電池有研究開發規劃。不過截止到目前，固态電池在全球範圍都沒有落實到工程量産階段，而日産是首家宣稱已經成功開發出全固态電池，國内更多企業是采用半固态電池作爲過渡方案。
半固态是過渡方案，避免陷入重營銷、玩概念的路子
當前，許多國内企業已經實現量産半固态電池，搭載半固态的車型有東風 E70、岚圖追風以及搭載贛鋒锂電三元固液混合锂離子電池的純電動 SUV 賽力斯 SERES-5 計劃于 2023 年 3 月開始交付。此前，蔚來、賽力斯、長安深藍、岚圖等多家新能源車企披露了半固态電池裝車進展。
半固态雖然名字上跟固态電池很相似，可實際上反而與當前的液态锂離子電池關系更近，它仍需要電解液和隔膜，産品形态上并沒有本質上的創新，仍屬于改良型的方案。
不過在清陶能源聯合創始人李峥看來：從産線和工藝的角度來說，這種半固态跟傳統锂離子電池相比，有 30% 的創新。但它實際上并沒有解決固态和固态之間相接觸的界面不夠完美的問題，界面浸潤和黏合形成了工藝壁壘。
但從目前來看，日産的固态電池完全去除了電池中的液體元素，将大大提高存儲和電力傳輸的效率。不僅比锂電池節省 50% 的成本，還将能源密度提高一倍，充電速度提高三倍。
簡單來說，日産汽車的固态技術是‘全固态’，去除了所有液态部分，這是它的領先之處。但是半固态仍然有液體電解質，液體會沸騰，依然會讓能量的儲存和傳輸的效率受到影響。
因此，全固态與半固态其中還是存在差距，但許多車企爲了盡早能上新概念好賣車，因此在大力推進半固态電池，作爲一種過渡方案，同時蹭上 " 固态 " 電池的概念。
簡單來說，對固态電池研發的急迫性要有，但是如果僅僅是借助固态電池的概念來賣車，其實就進入了急功近利、重營銷而輕研發的路子了。
正如有業内從業者指出了當前國内固态電池行業的一些弊端與發展模式的痼疾：固态電解質的好處有很多，提升安全安全性，提升能量密度，這個是大家都喜歡的事情，但是國内現在号稱采用固态電解質的公司相關表現又怎麽樣了？有沒有經過嚴格的第三方測試，有沒有實際裝車測試？我想大部分還停留在自我吹噓的份上。起碼幾年内單純的電解質是上不了車，固液混合不能保證。
日本固态電池彎道超車的可能性存在：中國車企要有危機感
從目前來看，日本固态電池研發成功，并且降低了電池成本的消息，我們一定不能掉以輕心，低估日本在新能源汽車領域研發能力。
因爲在過去看來，固态電池的研發爲何遲遲推進不下去，一大原因在于固态電池的成本非常高，全固态電池的成本是液态電池的四倍，這是它的核心難題。如果把固态電池的成本打下來，固态電池的普及難度就會極大降低。
事實上，日本較早就在規劃固态電池方面的彎道超車。如豐田 2010-2014 年就出現了一波專利申請的熱潮，研究方向聚焦在硫化物體系固态電解質。
豐田、松下、京都大學、日本理化學研究院等 38 家汽車、電池、材料企業和科研機構聯合，計劃到 2030 年前後将固态電池組每千瓦時的成本降至锂電池的 30％。
日本之外，韓國三星 SDI 和 SK 電池企業也在聯合研發固态電池。德國寶馬，已經在自建電芯研發中心，并和 Solid Power 合作，有望于 2026 年實現固态電池突破和量産。
中國在新能源汽車在三電技術到全産業鏈，都逐步走入到前列，在國内，比亞迪的刀片電池也可以說是支撐比亞迪品牌溢價的一大殺手锏。
但國内車企依然需要對未來的趨勢保持敏銳，固态電池是行業一個關鍵拐點，如前所述，帶來的優勢包括充電速度更快（正極）、能量密度大幅提升（負極）、安全性更高（隔膜）、低溫不怕電量跳水（電解液）、循環壽命更長以及對熱管理的需求會降低，它更好的解決了現有的電池短闆。
國内在新能源汽車産業規劃中，提出希望到 2030 年，國内液态電解質可以演變爲固态。但是從進度來看，日産提出的規劃似乎要更提前了 3~5 年。
如果日本在固态電池量産裝機層面提前 3~5 年完成，那麽首先這種電池給日本汽車産品的競争力帶來極大提升，包括提升電動汽車在長途續航、充電速度極大提升、高溫寒冷天氣的穩定性、耐用性等問題上的一系列用戶痛點，這可能會推動汽車産品的銷量提升，并且對現有國内的電池企業的産品造成降維打擊，固态電池技術的突破可能給了日本車企一次彎道超車的機會。
如果在固态電池領域，國内沒有搶到先機，在固态電池的供應鏈環節或将受制于人，國内建立起來的電車優勢可能要被打掉一部分。
因此，對于固态電池的研發，我們不能掉以輕心，國内企業在技術研發層面需要多點耐心并沉下去研發推進，從國内電池技術的積累與各家的推進來看，國産的固态電池的突破或許也隻是時間問題，隻不過，從當前來看，國内需要有更早的準備，以及更大的危機感來面對未來的競争，我們對國産電池技術的突破也始終保持期待。
