新能源前瞻（ID：xinnengyuanqianzhan）原創(chuàng)

文 丨 沈十六

編 丨 和   暢

日前，大眾旗下電池子公司PowerCo發(fā)布公告，稱(chēng)公司試驗(yàn)證實(shí)，其與QuantumScape合作打造的無(wú)負(fù)極固態(tài)電池樣本，能夠做到充放電1000次。且在測(cè)試完成時(shí)，電池“幾乎沒(méi)有老化”，仍能夠保持95%的電池容量。

這樣的數(shù)據(jù)無(wú)疑是在“革”液態(tài)電池的命，讓還未大范圍量產(chǎn)裝車(chē)的半固態(tài)電池陷入尷尬之地。

目前新能源汽車(chē)市場(chǎng)上，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是主流的動(dòng)力電池技術(shù)，也均為液態(tài)電池。相對(duì)半固態(tài)電池和固態(tài)電池來(lái)說(shuō)，液態(tài)電池在安全性和續(xù)航上較弱。

而在搭載150kWh的半固態(tài)電池的蔚來(lái)ET7“一口氣”跑出1044公里后，更多消費(fèi)者忘記了續(xù)航焦慮這件事。據(jù)悉，蔚來(lái)的半固態(tài)電池將在4月量產(chǎn)。

來(lái)源/蔚來(lái)汽車(chē)官方網(wǎng)站 新能源前瞻截圖

固態(tài)電池則在安全、續(xù)航里程、不老化等方面優(yōu)勢(shì)更明顯，所以也被看做是“下一代電池技術(shù)”。

不過(guò)，也有業(yè)內(nèi)研發(fā)人員認(rèn)為，固態(tài)電池技術(shù)瓶頸太高，太像“PPT騙局”，反倒是半固態(tài)電池已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)裝車(chē)，是優(yōu)秀的過(guò)渡產(chǎn)品。

據(jù)新能源前瞻不完全統(tǒng)計(jì)，衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、國(guó)軒高科、孚能科技、藍(lán)固新能源的半固態(tài)電池已經(jīng)悄悄在2023年上車(chē)。

隨著固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)程高歌猛進(jìn)，半固態(tài)電池會(huì)“曇花一現(xiàn)”，還是會(huì)做好“固液”電池技術(shù)過(guò)渡期的守護(hù)者呢？

01

半固態(tài)電池裝車(chē)元年

蔚來(lái)ET7的長(zhǎng)途測(cè)試，打響了半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車(chē)的第一槍。

2023年12月17日，蔚來(lái)CEO李斌親自駕駛蔚來(lái)ET7，從上海出發(fā)，行駛到廈門(mén)龍掘東服務(wù)區(qū)。跑滿全程1044公里后，還剩下3%的電量。

蔚來(lái)ET7搭載的150 kWh電池正是半固態(tài)電池。

此前，業(yè)內(nèi)主流的動(dòng)力電池是液態(tài)電池，主要材料為正負(fù)極、隔膜和電解液。著名的麒麟電池與神行超充電池也是液態(tài)電池的一種。液態(tài)電池的“反義詞”自然是固態(tài)電池，固態(tài)電池是指電池內(nèi)部的正極、負(fù)極和電解質(zhì)均采用固體材料，并去掉隔膜的電池。

蔚來(lái)ET7搭載的半固態(tài)電池，夾在液態(tài)電池和固態(tài)電池之間。半固態(tài)電池的電芯同時(shí)存在固態(tài)電解質(zhì)和電解液，電解液含量占比在5%-10%，而超過(guò)10%的就是液態(tài)電池。

該電池包的能量密度達(dá)360Wh/kg，續(xù)航里程突破1000公里。李斌在冬測(cè)結(jié)束后表示，“蔚來(lái)150 kWh電池是目前全球量產(chǎn)能量密度最大的電池包，能夠適配蔚來(lái)所有在售車(chē)型。”

半固態(tài)電池的能量密度可見(jiàn)一斑。

固態(tài)電池投資部研究員賈宇表示，“液態(tài)電池的理論能量密度上限在300Wh/kg左右，但僅僅是半固態(tài)電池的能量密度能達(dá)到350Wh/kg，而且這還不是半固態(tài)電池的極限?！?/strong>蔚來(lái)ET7在低溫之下也能取得上千公里的成績(jī)，與NEDC工況1000公里續(xù)航之間，差距極小，側(cè)面體現(xiàn)了半固態(tài)電池在低溫環(huán)境下的優(yōu)越性能，直接解決了用戶的“冬日續(xù)航恐慌”。

一位東北的蔚來(lái)ET5車(chē)主表示，“夏天能開(kāi)350公里左右。但是冬天，東北的溫度降低到零下20度，大概只能開(kāi)210公里。”

來(lái)源/蔚來(lái)汽車(chē)官方網(wǎng)站 新能源前瞻截圖

事實(shí)上，蔚來(lái)，東風(fēng)、賽力斯等車(chē)企已成功實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的裝車(chē)，甚至已經(jīng)開(kāi)始交付。而長(zhǎng)安深藍(lán)、智己、埃安、高合等車(chē)企普遍規(guī)劃2025年前裝車(chē)半固態(tài)電池。

中國(guó)銀河證券的研報(bào)顯示，半固態(tài)電池2024年即有望在新能源汽車(chē)市場(chǎng)量產(chǎn)裝車(chē)，2030年可見(jiàn)大規(guī)模商業(yè)化的全固態(tài)動(dòng)力電池。

2024或成為半固態(tài)電池“裝車(chē)元年”。

02

全固態(tài)電池困在研發(fā)階段

相較于半固態(tài)電池，全固態(tài)電池“上車(chē)”的腳步慢了不少。

大眾、寶馬、豐田、奔馳、日產(chǎn)等知名汽車(chē)品牌，規(guī)劃在2025年至2030年期間推出搭載全固態(tài)電池的純電動(dòng)車(chē)。

值得一提的是，在2023中國(guó)汽車(chē)供應(yīng)鏈峰會(huì)上，江西安馳新能源科技有限公司總經(jīng)理徐小明表示，雖然豐田說(shuō)“2027年可以量產(chǎn)全固態(tài)電池”，但他們每隔三年時(shí)間就會(huì)提一次“大概五年之后會(huì)量產(chǎn)”也是人盡皆知。

“實(shí)際上，現(xiàn)在（情況）談五年之后（全固態(tài)）量產(chǎn)，基本上等于說(shuō)，時(shí)間表是無(wú)限擱置的。”

賈宇也認(rèn)為，全固態(tài)電池量產(chǎn)遙遙無(wú)期?！耙簯B(tài)電池轉(zhuǎn)固態(tài)電池，其實(shí)就是把電解液逐漸換成固態(tài)電解質(zhì)的問(wèn)題。最后，市場(chǎng)需要的是一個(gè)成本可控且綜合性能能打的產(chǎn)品，這種東西誰(shuí)都說(shuō)不準(zhǔn)，只能廣泛布局、各自下注?！?/p>

來(lái)源/視覺(jué)中國(guó)

現(xiàn)階段，固態(tài)電池主要分為聚合物、氧化物和硫化物三大類(lèi)固體電解質(zhì)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。據(jù)財(cái)信證券研報(bào)，聚合物固態(tài)電解質(zhì)存在電導(dǎo)率低、能量密度低等不足; 氧化物固態(tài)電解質(zhì)由于質(zhì)地硬，界面阻抗大等問(wèn)題，只能在薄膜電池、高溫、小電流條件下工作；硫化物固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率最高，開(kāi)發(fā)潛力大，但存在對(duì)濕度極其敏感等難題。

加工成本方面，硫系加工成本比較高，氧化物方面成本較低。此前全球調(diào)查機(jī)構(gòu)SNE research的數(shù)據(jù)顯示，全固態(tài)電池中最有前途的硫化物固體電解質(zhì)的主要原料硫化鋰（Li2S）為1500—2000美元/kg，是鋰離子電池電解液的200倍以上。

國(guó)內(nèi)主流路線以氧化物為主。衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、輝能科技等中國(guó)頭部固態(tài)電池公司，都是以氧化物材料為基礎(chǔ)的固液混合技術(shù)路線為主。

國(guó)泰君安證券認(rèn)為氧化物電解質(zhì)在國(guó)內(nèi)發(fā)展較快，目前常用氧化物體系跟電解液或聚合物復(fù)合制成固液混合電池，產(chǎn)業(yè)鏈基本成熟有望率先大規(guī)模生產(chǎn)，成為液態(tài)鋰離子電池體系的有效補(bǔ)充。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)難度高，但因其優(yōu)異的性能和較大的潛力，豐田、LG、松下等日韓企業(yè)選擇其為主要技術(shù)路徑。

一位固態(tài)電池的研究員表示，“全固態(tài)電池決定電池內(nèi)阻和倍率性能的離子電導(dǎo)率、固-固界面接觸和循環(huán)性能等問(wèn)題，目前還處于研發(fā)階段，距離量產(chǎn)的距離較遠(yuǎn)。我個(gè)人偏保守，預(yù)計(jì)在2030年左右，全固態(tài)電池都不一定能產(chǎn)業(yè)化?！?/strong>

03

半固態(tài)電池會(huì)否“曇花一現(xiàn)”？

顯然，率先上車(chē)的半固態(tài)電池前行步伐穩(wěn)健。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，半固態(tài)電池制備工藝流程可以更多地兼容傳統(tǒng)鋰電池生產(chǎn)工藝。例如衛(wèi)藍(lán)新能源半固態(tài)電池之所以能快速推向市場(chǎng)，就是因?yàn)樗M可能地借用現(xiàn)有液態(tài)電池裝備和工藝，其中僅有10%-20%的工藝設(shè)備要求不同。

業(yè)內(nèi)人員聞舟就表示，“后期如果能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)水平突破，就可以通過(guò)改造液態(tài)電池產(chǎn)線生產(chǎn)半固態(tài)電池?！?/p>

而全固態(tài)電池雖然可以兼容液態(tài)鋰電池正、負(fù)極材料、電極極片制備等工藝流程，但需要額外的工藝。比如，把電解質(zhì)涂覆在電極片上、UV照射消除靜電電荷、烘烤等，與傳統(tǒng)液態(tài)電池的差異較大。

財(cái)經(jīng)評(píng)論員張雪峰向新能源前瞻表示，半固態(tài)電池借用現(xiàn)有液態(tài)電池設(shè)備和工藝，相對(duì)于全固態(tài)電池來(lái)說(shuō)，僅有少量工藝需要進(jìn)行調(diào)整，這降低了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的門(mén)檻。

在成本方面，固態(tài)電池?cái)?shù)倍于半固態(tài)電池的造價(jià)，也給了半固態(tài)電池“機(jī)會(huì)”。

根據(jù)中郵證券測(cè)算，目前半固態(tài)電池較液態(tài)電池成本高出30%以上。預(yù)計(jì)半固態(tài)電池規(guī)模化量產(chǎn)后，成本比液態(tài)鋰電池高10%-20%。而據(jù)日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)估算，制造全固態(tài)電池所需的設(shè)備成本是鋰離子電池的10-20倍。

聞舟表示，半固態(tài)電池目前成本比傳統(tǒng)鋰電池略高，相較全固態(tài)電池處于較低位置。

就有消費(fèi)者咨詢(xún)了特斯拉Model 3長(zhǎng)續(xù)航版78.4kWh三元鋰電池的更換費(fèi)用，在包含工時(shí)費(fèi)的情況下，費(fèi)用為14.9萬(wàn)元。

來(lái)源/特斯拉官方網(wǎng)站 新能源前瞻截圖

作為對(duì)比，蔚來(lái)汽車(chē)聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁秦力洪也說(shuō)到了150kWh半固態(tài)電池的價(jià)格，“該電池包成本相當(dāng)于一輛蔚來(lái)ET5”，而蔚來(lái)ET5的起始價(jià)為29.8萬(wàn)元。

顯然，這也論證了聞舟的觀點(diǎn)。

另一方面，半固態(tài)電池的生產(chǎn)過(guò)程變化不大，有利于其產(chǎn)能提升以及搶占市場(chǎng)。所以聞舟就認(rèn)為，半固態(tài)電池雖然是折中路線，在未來(lái)仍然會(huì)有一席之地?！爱?dāng)然，液態(tài)電池也在能量密度、安全性等方面不斷改進(jìn)，未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里，它依然是主流技術(shù)?！?/strong>

在談到動(dòng)力電池的發(fā)展方向時(shí)，張雪峰則表示，全固態(tài)電池在安全性和性能上更具優(yōu)勢(shì)，可能最終成為行業(yè)主流。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，全固態(tài)電池有望逐步降低成本并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，從而更好地滿足未來(lái)電動(dòng)車(chē)和儲(chǔ)能市場(chǎng)的需求。

“雖然半固態(tài)電池結(jié)合了液態(tài)電池和全固態(tài)電池的特點(diǎn)，但其發(fā)展可能更像是過(guò)渡方案，逐步推動(dòng)市場(chǎng)向更先進(jìn)的全固態(tài)電池演進(jìn)。”張雪峰如是說(shuō)。

*題圖以及部分配圖來(lái)源于視覺(jué)中國(guó)。

*文中賈宇、聞舟為化名。

*免責(zé)聲明：在任何情況下，本文中的信息或所表述的意見(jiàn)，均不構(gòu)成對(duì)任何人的投資建議。