固态电池“上车”倒计时｜钛度车库

固态电池“上车”的时间愈发清晰。

(资料图)

继5月份成为清陶能源第一大股东后，近日上汽和清陶能源透露，下半年双方将会成立一家合资公司，共同开发新一代固态电池产品。

同时双方宣布，2024年将通过智己品牌推出搭载清陶第一代固态电池的车型；2025年新一代固态电池预计将达到“10万辆级”大规模量产落地。

此前曾多次跳票的丰田也在前段时间宣布其下一代固态电池将于2026年推出，并将在2027年在雷克萨斯新车中使用。

而在今年上市的一些新车型上也开始看到固态电池的影子。

6月份，赛力斯Seres 5在欧洲开始交付，其中就搭载了赣锋锂业旗下的的三元固液混合锂离子电池。去年1月，赣锋锂业与东风汽车合作开发的首批50辆东风-赣锋高比能固态电池车也曾完成了交付。

蔚来在7月份也更新了用户手册，全新ES6、ET7、ES7、ET5、EC7和ET5旅行版等6款车型的手册中都添加了关于150kWh固态电池包的信息。

基于安全和能量密度优势，固态电池目前已成为动力电池的重要发展方向，吸引诸多车企、电池厂商持续加码布局。固态电池上车，意味着较低成本的规模量产。总结各家的时间表发现，大多集中在2025-2027年左右，时间表逐渐清晰，是否意味着背后的技术、成本等问题已经解决了？

固态还是半固态？

从各家即将上车的产品中我们能看到“半固态电池”、“固态电池”、“全固态电池”等诸多概念。

比如蔚来的150kWh电池包是半固态电池；国轩高科去年5月份发布的是单体能量密度达到360Wh/kg的三元半固态电池；丰田的则是全固态电池......

清陶能源公布的第三代固态电池产品中，前两代均为半固态电池。其中，第一代固态电池含有5%-15%的液体，第二代则将液体含量降至5%以下，而2027年量产的第三代则完全不包含液体，也就是固态电池。

为什么会出现这么多的概念？

固态电池和液态电池的差别关键是固态电解质材料。但是，由液体换成固体，听起来简单，但实际上会带来电池生产制成工艺、生产材料、设备工艺等诸多环节的大改变。

从技术角度来说，固态电池中所有的固态材料挤在一起是硬碰硬的状态，如果界面接触的不充分，离子从一个颗粒传导到另一个颗粒的阻抗一定比液态电池大，这个反馈到整个电池上就会出现电池的内阻变得比原来大的情况。

目前，可以通过两个手段解决这一问题：第一个是加强材料的处理能力，让界面越来越完整，接触越来越充分。

第二则是在材料选择过程中，根据不同类型的材料，结合不同的材料体系、物理性能做复合，最终形成一种复合材料。其中，有无机的材料部分更多为了弥合界面的接触，无机的材料部分主力传导离子。

然而，任何事情都没有完美和绝对，即使利用了复合材料的方法，并且让材料加工处理不断精细化，也并不一定会完美解决问题，所以在当前阶段，研发企业就增加了一部分浸润的液体，作为全固态电池的一种过渡形态，才有了“半固态电池”的概念。

清陶能源总经理李峥告诉钛媒体App，“作为新的赛道，不可能某个时间节点一次性的推出完美的解决方案，还是通过推出一个产品，结合市场不断提高制造能力、材料性能，不断升级、提高性价比，最终实现更加远期的目标。‘从液态到半固态再到固态’的渐进式发展路线，对于中国产业化的过程是一种更加切实可行、有效的策略。”

成本或将于2027年实现突破

在车企和动力电池厂商们宣传口径中，半固态电池的优势是能量密度、安全性都更高。

比如卫蓝新能源交付给蔚来的半固态电池单体能量密度360Wh/kg；太蓝新能源CEO李彦透露，其公司现阶段量产的半固态产品，其能量密度可以做到350Wh/kg至400Wh/kg；清陶能源的第一代固态电池的最高能量密度是420Wh/kg。

但问题是，从目前的数据来看，当前液态电池与固态电池之间的能量密度差距并不算突出。比如今年国轩高科就公布了自己的磷酸锰铁锂电池，能量密度为240Wh/kg，在不使用三元材料的情况下，也能实现1000公里续航。如果再加上成本的权衡，那固态电池的优势会进一步被抵消掉。

车企可以通过模式上的调整来弥补成本的问题，但作为一家材料研发公司，清陶能源的降本思路则是集中体现在生产制造和工艺创新上。

在2018年，清陶能源通过资本并购的形式，形成了设备的生产能力。把行业内积累生产制造的经验、产业链整合的经验整合到团队里来，保证在设计源头就将成本纳入考量范围中。其次，在生产制造过程当中把握住材料成本、材料的损耗率等环节，也可以实现降本。

据官方透露，清陶能源第一代固态电池成本与液态锂电池相当，第二代固态电池的成本则会相较液态锂电池平均下降20%，预计于2027年量产的第三代固态电池的成本会继续下降，平均下降40%。

与清陶能源固态电池电池量产时间表几乎类似的丰田，其计划要在2027年投入使用的全固态电池，由于零件数量可控制在四分之一到五分之一之间，成本也可降低40%左右。

不过在当前，中信证券报告显示，国内部分厂商披露半固态电芯成本在3元/Wh左右。和现有的液态电池体系作对比，固态电池如试图取得单位能量的成本优势，需要同时在固体电解质降本减量、电极适配、电池制造等方面取得显著进展。

一项新技术的诞生，往往需要经历大规模应用的检验，实现成本、技术与市场接纳度的平衡。

就像李峥所说，一个技术真正走向市场，被市场接受，不仅仅是技术问题，还有商业问题，价格、成本是不是也能被市场接受，这就涉及到大量的参数平衡。

（本文首发钛媒体App，作者｜韩敬娴，编辑｜张敏）