目前,新能源电动车储能系统使用的大多是锂离子电池,虽然它们能量密度高、充电速度快,但却有安全性等问题。因此,产业界正积极开发固态电池,期待它能取代传统的锂离子电池。那么,你肯定会问什么是固态电池呢?

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简单来说,和现在大部分新能源车上采用的锂离子电池相比,固态电池可“省略”隔膜材料,同时固态电池得益于密度的优势,可以传导的电流更大,进而提升了电池容量。换句话说,同等电池体积,固态电池的容量将会大于常规电池。那么问题又来了,既安全,容量又大的固态电池为什么一开始就不应用在新能源车上?

其实,固态电池之所以迟迟无法应用在新能源车上,最根本的原因就是成本和制造难度问题。尽管从简单的物理学来看,固体的导电率要高于液体,但电池内部不是单纯的只有电导体,其次电池本身也不只是单纯的正负极加电解质完事。

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还有,现在要做固态电池,之前用在液态电池上的所有设计和结构,用料都全部不能用,因为固态电池的整个结构都是完全不同,里面涉及到非常多的技术应用。就到目前为止,按照人类的化学工业和材料学能力,还不足以彻底解决固态电池的内部结构和性能平衡问题。

另外,其实固态电池这个固态,指的是电解质的形态。现在各家电池企业的实验室报告中,固态电解质同时是可以充当正极或负极作用的,这也是真正的固态电池能大幅度提高储能密度的原因。

现阶段能公开宣传这几年就会落地量产的所谓固态电池,清一色都是各家车企根据电池企业利用一部分固态电池技术改良的传统电池。这些固态电池技术包括正极材料的改良,负极材料的改良和电解液材质的优化。无论是部分车企宣传的“半固态电池”,“固液态电池”,还是另一些车企宣传的“石墨烯电池”,“超级快充电池”,本质上都是一样的。它们都只是目前传统液态电池的改良版,和真正的固态电池搭不上任何关系。

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作为全固态电池的过渡品,半固态电池的时间线最快也要落在2022年四季度,目前无法快速量产并装车。而要真正实现全固态电池,按照目前的科技水平,至少也要在2030年之后才会真正问世并量产,且大规模铺开的那一天,乐观估计应该是10年后的今天,也就是2031年中下旬左右。不过怎么说,全固态电池风口早已隐现,无论资本市场如何风云变幻,固态电池作为锂电池技术的下一站已被各大厂商、车企、投资机构等牢牢锁定。

随着全球电动车浪潮席卷,关于固态电池的新闻越来越多。从Fisker宣称开发充电1分钟行驶500公里的固态电池,到宝马已与SolidPower进行合作开发下一代电动车用固态电池,再到丰田又宣称将在2025年前实现全固态电池的使用化。作为下一代电池技术的代表,固态电池确实引发市场高度关注。

尽管大家对固态电池究竟何时才能商业化还没有形成共识,但一个不容忽视的事实是,固态电池的实用化竞争已经拉开帷幕,在全球新一轮动力电池竞赛中,固态电池也已成为了投资热点。值得一提,作为市值已破千亿的动力电池龙头企业宁德时代,在动力电池的研发上属于第一梯队,已在五年前其就已展开了硫化物固态电池上的研发。

除宁德时代以外,包括天齐锂业、南都电源等在内的新能源汽车产业链上下游龙头公司也纷纷布局固态电池领域,以期在行业起量时得以占据一席之地。可见,在新赛道上,不管是车企还是主机厂也在纷纷布局,寻找掌握电池技术主动权的新良机。

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从某种意义上讲,汽车的演变历史就是电池的进化过程。若论起源,电动汽车也已经有了180多年的历史,出现时间与燃油车不相上下。可铅酸电池、镍氢电池均未使电动汽车的地位有所突破。直至磷酸铁锂电池、三元锂电池的升级才使得部分消费者逐步接受电动汽车。若固态电池商用化,电动汽车将加速取代内燃机车的步伐。