兩年后才量產(chǎn)的全固態(tài)電池，能解決現(xiàn)在的續(xù)航焦慮？
時(shí)間:2024-05-27 10:49來源:AutoLab 作者:張祥龍
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固態(tài)電池今年出場(chǎng)次數(shù)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(gè)量產(chǎn)上車的超快充固態(tài)電池，這一表述當(dāng)時(shí)就引起了不少熱議。
最終，搭載固態(tài)電池的智己L6光年版，價(jià)格來到了34.59萬，比次頂配超強(qiáng)性能版貴了2萬，比CLTC工況下能跑850公里的超長(zhǎng)續(xù)航版貴了7萬。
雖然大家熱議的不少內(nèi)容是“白馬非馬”，但消費(fèi)者對(duì)于固態(tài)電池的發(fā)展還是頗為關(guān)注的。
畢竟固態(tài)電池相比傳統(tǒng)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(fèi)心理。
關(guān)于固態(tài)電池的發(fā)展，在上汽舉辦的“新能源技術(shù)發(fā)布會(huì)”，上汽又一次表態(tài)：要在2026年，全固態(tài)電池就實(shí)現(xiàn)交付量產(chǎn)，并完成樣車測(cè)試，電芯能量密度將超過400Wh/kg。
那么，兩年后才量產(chǎn)的全固態(tài)電池，能解決現(xiàn)在的續(xù)航焦慮嗎？
固態(tài)電池好在哪？
不過在全固態(tài)電池到來前，我們還是具體說下固態(tài)電池到底好在哪？
首先是安全。
我們知道，傳統(tǒng)鋰電池存在不少挑戰(zhàn)，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?zé)崾Э亍峁芾淼葐栴}。
常見的針刺試驗(yàn)，就是針對(duì)傳統(tǒng)鋰電池?zé)峁芾淼奶魬?zhàn)。
因?yàn)獒槾淘囼?yàn)刺穿了電芯隔膜，就是人為造成電池內(nèi)部的正負(fù)極短路。
而短路后，鋰離子電池會(huì)通過短路點(diǎn)產(chǎn)生大電流，大電流會(huì)帶來非常高的溫度，進(jìn)而導(dǎo)致熱失控導(dǎo)致起火爆炸。
但對(duì)于固態(tài)電池來說，這些反而都不是問題。
首先由于電解質(zhì)配方的不同，固態(tài)電池完全不用擔(dān)心電池析鋰，固態(tài)電解質(zhì)本身就可以抑制鋰枝晶生長(zhǎng)。
其次關(guān)于電池?zé)峁芾韱栴}，傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池比較容易受熱失控影響，比如90°C時(shí)電池負(fù)極表面SEI膜就會(huì)分解，進(jìn)而隔膜融化，形成內(nèi)短路。
而電芯溫度上升至200°C就可以使電解液直接發(fā)生氣化，造成電池劇烈燃燒及爆炸。
而在一般固態(tài)電池上，由于沒有液態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)大幅減少，固態(tài)電解質(zhì)可燃性低，其熱穩(wěn)定性要遠(yuǎn)超液態(tài)電解質(zhì)。
最BUG的是，不僅耐高溫，固態(tài)電池其實(shí)也更耐低溫。
傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池會(huì)因?yàn)榈蜏卦斐呻娊庖赫扯仍龃螅M(jìn)而降低電導(dǎo)率、增大電解液/電極界面阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗，包括鋰離子遷移速率都會(huì)降低，這些最終會(huì)導(dǎo)致電池充放電性能下降。
但在固態(tài)電解質(zhì)電池上，完全不存在因?yàn)榈蜏卦斐呻娊赓|(zhì)凝固的問題，因?yàn)殡娊赓|(zhì)本身就是固態(tài)的。
當(dāng)然，目前固態(tài)電解質(zhì)其實(shí)也存在界面阻抗問題需要解決，畢竟固態(tài)電解質(zhì)的接觸程度還是比不了液態(tài)電解質(zhì)的，只是受低溫影響還不太明顯。
目前之所以存在半固態(tài)電池，就是因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)界面存在阻抗問題，為了增加界面接觸，電解質(zhì)內(nèi)部增加了一部分浸潤(rùn)的液體，于是有了半固態(tài)電池。
最關(guān)鍵的是，固態(tài)電池還有高能量密度的優(yōu)勢(shì)。
這也是因?yàn)楣虘B(tài)電池中的固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)特性比較穩(wěn)定，不像有機(jī)電解液無法兼容的金屬鋰等高比能量電極材料，固態(tài)電解質(zhì)卻可以通過適配高能正極與鋰金屬負(fù)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(tài)電池”，其實(shí)正是目前上汽清陶固態(tài)電池的第一代產(chǎn)品，這塊電池能量密度也超過了300Wh/kg。而目前傳統(tǒng)液態(tài)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(tài)電池都超過寧德時(shí)代麒麟電池(255Wh/kg)的水平。
可以說，潛力很大。
現(xiàn)階段，成本更高還是更低？
不僅能量密度高，更安全，固態(tài)電池其實(shí)還有成本更低的好處。
目前固態(tài)電池基于材料和工藝的簡(jiǎn)化和創(chuàng)新，從電芯端到 PACK端，固態(tài)電池單位成本相比液態(tài)鋰電池最多可降低40%。
比如最明顯的電芯封裝上。
上汽技術(shù)發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，AutoLab也采訪了上汽清陶能源的工作人員，關(guān)于固態(tài)電池為什么選擇軟包封裝，回復(fù)是這樣的：
由于全固態(tài)電池本身有更高的安全性，比如無電解質(zhì)泄露風(fēng)險(xiǎn)、熱穩(wěn)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(huì)降低很多成本，對(duì)電池輕量化和能量密度也都有提升。
當(dāng)然，對(duì)于我們消費(fèi)者來說，既然固態(tài)電池成本降低，那我們買車成本是不是也降低了？
答案當(dāng)然是肯定的。
但只是由于目前半固態(tài)才剛開始出現(xiàn)，技術(shù)還在發(fā)展過程中，所以既不是電池廠規(guī)模化生產(chǎn)的好時(shí)機(jī)，車企們也還未規(guī)模化上車。
也就導(dǎo)致目前半固態(tài)電池的成本極高，自然也不能和未來全固態(tài)規(guī)模化量產(chǎn)后的成本相比。
舉個(gè)例子，蔚來ET7與衛(wèi)藍(lán)新能源合作開發(fā)的半固態(tài)軟包電芯，單電芯能量密度高達(dá)360Wh/kg，其搭載的140度電的半固態(tài)電池，成本據(jù)稱是一輛ET5的價(jià)格。
我們也采訪了一位上汽的工程師，他表示用戶的純電續(xù)航焦慮在標(biāo)定里程超過700公里后會(huì)出現(xiàn)邊際效應(yīng)。因此，現(xiàn)階段讓消費(fèi)者為這么貴的固態(tài)電池買單，不太現(xiàn)實(shí)。
2027年前后，固態(tài)電池車型集中亮相
遠(yuǎn)水止不了近渴，未來規(guī)模化量產(chǎn)后價(jià)格更低、能量密度更高的全固態(tài)電池要什么時(shí)候到來呢？
業(yè)界普遍的預(yù)期是在2027年前后，實(shí)現(xiàn)具備全固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池量產(chǎn)。
比如這次上汽發(fā)布會(huì)，關(guān)于固態(tài)電池的規(guī)劃2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
其實(shí)對(duì)比去年清陶能源的公布固態(tài)電池規(guī)劃，還稍微有些區(qū)別，因?yàn)槿ツ昵逄漳茉吹哪繕?biāo)是2027年實(shí)現(xiàn)超過500Wh/kg能量密度的全固態(tài)電池量產(chǎn)。
可能是因?yàn)槟壳靶履茉词袌?chǎng)內(nèi)卷太為激烈，即便是在固態(tài)電池這個(gè)領(lǐng)域，大家也都在爭(zhēng)奪一哥的位置。
畢竟一項(xiàng)新技術(shù)誰能更早量產(chǎn)，誰就更有機(jī)會(huì)抓住用戶心智，而抓住用戶心智對(duì)于根基尚淺的新勢(shì)力品牌們還是很重要的。
但可能也正因?yàn)榱慨a(chǎn)時(shí)間提前，其全固態(tài)電池的能量密度指標(biāo)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(tài)電池的智己新車將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，后續(xù)能量密度還有望進(jìn)一步提升至500Wh/kg。
其實(shí)可以看到，在2027年前后，按照各家的規(guī)劃還有更多車企會(huì)有固態(tài)電池試裝或量產(chǎn)上車。
比如比亞迪、長(zhǎng)安深藍(lán)、廣汽昊鉑、寶馬、大眾、日產(chǎn)、豐田、現(xiàn)代等等。
這一時(shí)間段也將會(huì)是搭載全固態(tài)電池車型集中亮相的時(shí)期，而整體來看，國(guó)內(nèi)車企量產(chǎn)全固態(tài)電池上車的時(shí)間還是更早一些。
而屆時(shí)，在新能源汽車市場(chǎng)，由于全固態(tài)電池這一全新技術(shù)的加入，以及國(guó)內(nèi)車企的先發(fā)，可以預(yù)見汽車市場(chǎng)新一輪的激烈內(nèi)卷，已是難以避免了。
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽：
固態(tài)電池
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