作者|甄瑤
編輯|李國政??
出品|幫寧工作室（gbngzs）
“我們的目標(biāo)是，2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載?！?
2023年11月17日，在第21屆廣州國際車展上，廣汽集團(tuán)總經(jīng)理馮興亞表示，廣汽集團(tuán)將固態(tài)電池、無鈷電池、低鈷電池、鈉離子電池等列入關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
▲圖片來源/廣汽集團(tuán)
當(dāng)天，在車展相關(guān)發(fā)布會上，長安汽車和東風(fēng)日產(chǎn)也分別發(fā)布搭載全固態(tài)電池計(jì)劃。
“計(jì)劃到2030年推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯，形成不低于150吉瓦時(shí)（GWh）的電池產(chǎn)能。”長安汽車總裁王俊表示，將不晚于2027年推動重量能量密度達(dá)到350-500Wh/kg、體積能量密度750-1000Wh/L，并逐步量產(chǎn)應(yīng)用，2030年實(shí)現(xiàn)普及。
全固態(tài)電池也是東風(fēng)日產(chǎn)發(fā)布會一大亮點(diǎn)。
“以Hyper之名，日產(chǎn)迎來全固態(tài)電池技術(shù)前瞻性突破，率先搶灘新能源汽車新核心領(lǐng)域?！睎|風(fēng)汽車副總裁、東風(fēng)日產(chǎn)總經(jīng)理山口武表示，日產(chǎn)為全固態(tài)電池的量產(chǎn)化之路制定了明確的規(guī)劃——2024年啟動試點(diǎn)工廠，2028年之前量產(chǎn)上市。
作為新能源汽車的關(guān)鍵零部件之一，動力電池是兵家必爭之地。而固態(tài)電池是下一代電池技術(shù)的方向之一，是汽車產(chǎn)業(yè)鏈爭奪的高地。
各路巨頭在爭相入場。行業(yè)熱議和消費(fèi)者期盼已久的全固態(tài)電池，量產(chǎn)搭載終于有了明確的日程表——備戰(zhàn)2025，決戰(zhàn)2030。
▲圖片來源/長安汽車
除上述車企外，已經(jīng)發(fā)布搭載全固態(tài)電池計(jì)劃的，還有豐田、寶馬和大眾等。
豐田計(jì)劃在2025年左右，將全固態(tài)電池投入生產(chǎn)，2030年量產(chǎn)；寶馬承諾在2025年前，推出搭載全固態(tài)電池的電動汽車原型，并在2030年前量產(chǎn)；大眾表示，正在積極研發(fā)全固態(tài)電池技術(shù)，預(yù)計(jì)2025年開始使用；福特則預(yù)計(jì)，2026年推出搭載固態(tài)電池的車型……
表面上看，今年廣州車展上，千余輛展車同臺競技，現(xiàn)場熱鬧非凡，觀眾沉浸在新車發(fā)布、電動化、智能化的狂歡。其背后，一場看不見的全固態(tài)電池競賽已悄然打響。
01
黎明前的黑夜
“動力電池上半場由鋰電池主導(dǎo)，下半場固態(tài)電池將成主角?！倍辔粯I(yè)內(nèi)人士研判。
在上半場競爭中，我國已成為全球動力電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑者，市場規(guī)模連續(xù)6年全球領(lǐng)先，建成全球產(chǎn)業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動力電池產(chǎn)業(yè)體系，先后有約5萬家企業(yè)爭先恐后投入到鋰電池產(chǎn)業(yè)新浪潮中。
然而，隨著新能源汽車迅猛發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界愈發(fā)認(rèn)識到傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的極限，比如能量密度上限低，無法根除消費(fèi)者的里程焦慮；整體電池質(zhì)量大；低溫運(yùn)行不暢、高溫環(huán)境下又存在安全隱患等。
于是，全固態(tài)電池呼聲日益強(qiáng)烈。
固態(tài)電池發(fā)展歷程可以追溯到20世紀(jì)初。彼時(shí)，德國化學(xué)家瓦爾特·恩斯特·莫茲利提出了固態(tài)電解質(zhì)電池的概念。直到2010年，豐田推出續(xù)航里程可超過1000km的全固態(tài)電池。
此后，許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開始研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，試圖用固態(tài)電池取代傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池。
全固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)經(jīng)歷了漫長的歲月。近年來，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和市場需求增長，越來越多的車企開始關(guān)注并研發(fā)，包括豐田、日產(chǎn)、寶馬、大眾、廣汽、上汽、長安等。
“電池技術(shù)的創(chuàng)新周期大約是30年。這代鋰離子電池應(yīng)用到動力方面，大約開始于2000年左右，預(yù)計(jì)2030年會有一次全方位革新?！?
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高在新能源科學(xué)與交通電動化國際論壇上表示，動力電池發(fā)展第一個(gè)十年主要解決的是安全問題，目前還在繼續(xù)解決。
從2010年開始的第二個(gè)十年，動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步龐大，智能化手段推動動力電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)革新。第三個(gè)十年應(yīng)是新材料換代，以固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)為核心的全固態(tài)電池正在研發(fā)中，預(yù)計(jì)2030年成熟。
盡管全固態(tài)電池有種種優(yōu)勢，但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展并不順利?？v觀全球，目前尚未看到量產(chǎn)固態(tài)電池搭載在汽車上。
即使是豐田也沒有。早在2011年，豐田就宣布將在2015年至2020年期間推出固態(tài)電池，并且表達(dá)了固態(tài)電池將能完全解決新能源汽車的續(xù)航里程難題，同時(shí)推動新能源汽車普及速度的看法。然而，至今全固態(tài)電池仍未在商業(yè)上廣泛應(yīng)用。
▲圖片來源/豐田
此中，有一些關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)和難題需要克服。
其一，全固態(tài)電池雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，如更高的能量密度、更快的充電速度和更高的安全性，但制造工藝和材料科學(xué)方面的挑戰(zhàn)不容忽視。
全固態(tài)電池中的固體電解質(zhì)需要能在高溫下穩(wěn)定工作，還要保證其安全性和穩(wěn)定性。制造成本也需要得到有效的控制，以使其在市場上有競爭力。
其二，除了技術(shù)方面的挑戰(zhàn)，市場的接受度和供應(yīng)鏈的準(zhǔn)備程度，也是影響固態(tài)電池廣泛應(yīng)用的重要因素。新能源汽車市場仍處于初級階段，消費(fèi)者對于新能源汽車的接受度還有待提高。
其三，整個(gè)供應(yīng)鏈的準(zhǔn)備程度，需要跟上新能源汽車市場的發(fā)展步伐，包括電池回收和再利用等問題。
許多行業(yè)人士認(rèn)為，在2030年之前，全固態(tài)電池不太可能大規(guī)模生產(chǎn)?！拔磥?0年，將是全固態(tài)電池研發(fā)的關(guān)鍵機(jī)遇期。”在中國工程院外籍院士孫學(xué)良看來，全固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)和應(yīng)用，窗口期在2025年-2030年間。
02
決戰(zhàn)2030
盡管廣泛應(yīng)用仍需時(shí)日，但全固態(tài)電池巨大的潛力不容忽視。
“預(yù)計(jì)2030年全球固態(tài)電池市場空間將超3000億元?！比A泰證券研報(bào)稱。
更有觀點(diǎn)認(rèn)為，全固態(tài)電池或是下一代電池的主流，如果投入實(shí)際使用，電動汽車市場的版圖可能被改寫。
今年10月12日，出光興產(chǎn)和豐田汽車宣布，兩家公司將共同研發(fā)全固態(tài)電池的量產(chǎn)技術(shù)。
“固態(tài)電解質(zhì)”是正極（+）和負(fù)極（-）之間的離子通道，豐田表示將致力于開發(fā)固態(tài)電解質(zhì)的量產(chǎn)技術(shù)，提高其生產(chǎn)性并建立供應(yīng)鏈。
“接下來就是制造階段了，現(xiàn)在重要的是實(shí)現(xiàn)能力。兩家公司攜手合作，一定能讓實(shí)現(xiàn)能力的效果翻上幾倍?！必S田社長佐藤恒治表示。
雖然豐田宣布了全固態(tài)電池技術(shù)的巨大進(jìn)步，看似給快速落地帶來了希望，但是，從至今其公布的信息來看，專業(yè)人士持懷疑態(tài)度。
“全固態(tài)電池目前還有一些核心問題亟待解決。如果豐田說現(xiàn)在能量產(chǎn)全固態(tài)電池，我表示懷疑，但是說到2027年，我也沒法預(yù)測，以寧德時(shí)代的技術(shù)水平而言很有難度?！眲恿﹄姵匦袠I(yè)龍頭寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱表示。
全固態(tài)電池的技術(shù)瓶頸還沒突破，產(chǎn)業(yè)化還要面對諸多問題，但絲毫不影響各路玩家蜂擁而入的熱情。
▲圖片來源/東風(fēng)日產(chǎn)
“最快到明年，日產(chǎn)全固態(tài)電池就會投入工廠試生產(chǎn)。最快到2028年之前，日產(chǎn)全固態(tài)電池會全面商業(yè)化、量產(chǎn)?！睎|風(fēng)日產(chǎn)用戶運(yùn)營中心副部長周謙表示，這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)目前從全球來講都是領(lǐng)先的，這源于日產(chǎn)技術(shù)上的3大優(yōu)勢。
一是，續(xù)航里程比當(dāng)前電池產(chǎn)品翻了一倍；二是，充電時(shí)間只需要當(dāng)前電池產(chǎn)品的1/3；三是，導(dǎo)入后，整體成本和現(xiàn)在的燃油車成本相比，并沒有增加，這取決于日產(chǎn)成本管控上的優(yōu)勢。
雖然，日本企業(yè)在固態(tài)電池的材料、電解質(zhì)和制造工藝等方面，擁有一些核心技術(shù)和專利，具有較高的技術(shù)壁壘，但中國的車企也在積極探索和實(shí)踐，并取得了一些突破性進(jìn)展。
“僅僅過去3天，廣汽埃安實(shí)驗(yàn)室便宣布完成固態(tài)電池的界面改性技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證，公布了新的技術(shù)突破，將于2026年率先在昊鉑上量產(chǎn)搭載?！?
▲圖片來源/廣汽埃安
11月21日，廣汽埃安官方表示，新技術(shù)將使固態(tài)電池的壽命衰減降低50%，150周循環(huán)后，電池容量能保持在90%以上。此外，新型固態(tài)電解質(zhì)、固固界面改性等相關(guān)技術(shù)也在加速開發(fā)中，以期實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池綜合性能持續(xù)優(yōu)化。
在廣汽集團(tuán)之外，長安汽車也在真金白銀加大投入，積極推動動力電池技術(shù)研發(fā)，跑步加入競爭圈。
產(chǎn)品布局方面，長安汽車計(jì)劃到2030年，推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等8款自研電芯，形成不低于150GWh的電池產(chǎn)能。
體系能力方面，長安汽車已組建先進(jìn)電池研究院，擁有電池研發(fā)人員1200余人，其中包括高級專家、頂尖學(xué)術(shù)人才125人。“未來，我們還將投入100億元資金，到2024年電池團(tuán)隊(duì)達(dá)到3000人?！蓖蹩”硎尽?
▲長安汽車總裁王俊
此外，早在2016年，比亞迪將固態(tài)電池確定為未來的發(fā)展方向，并于2021年公開了硫系添加劑全固態(tài)電池專利。
今年5月31日，上汽集團(tuán)和清陶能源簽署增資擴(kuò)股協(xié)議和戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，決定進(jìn)一步深化雙方長期、共贏的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，率先推動2025年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池技術(shù)10萬輛級大規(guī)模量產(chǎn)落地，依托全球領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)，為消費(fèi)者打造真正安全節(jié)能、高性價(jià)比的電動車。
綜合主流車企和電池廠商的表態(tài)來看，固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間基本上在2030年前后。
不過，未來隨著技術(shù)進(jìn)步，固態(tài)電池“早產(chǎn)”趨勢也十分明顯。
“我們需要吃著碗里看著鍋里，給予足夠的重視。”中國電動汽車百人會副理事長董揚(yáng)認(rèn)為，日本在研發(fā)和專利方面的優(yōu)勢，不一定意味著日本在固態(tài)電池領(lǐng)域的勝勢。
一方面，我國目前固態(tài)動力電池研究并不落后，在世界科學(xué)期刊發(fā)表文章數(shù)已居世界第一。另一方面，日本雖然在研發(fā)方面處于強(qiáng)勢，但中國具有全球最大的新能源汽車市場，未來在固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化方面有望實(shí)現(xiàn)反超。
今年廣州車展上，多家車企展示了在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展和成果，反映了業(yè)界對固態(tài)電池技術(shù)的關(guān)注和期待。但在目前，全固態(tài)電池角逐正處于黎明前的黑夜。
分水嶺在7年之后，即2030年。
