正准备“杀死”传统燃油车的固态电池
截至目前，全国新能源汽车保有量达891万辆，增速逼近20%。新能源车已是毫无疑义的大势所趋，但自燃事故频发、充电1小时排队4小时、续航坑爹等问题的发生，总是让新能源车在自我打脸。
到底什么时候才能让人毫无顾虑地买一台新能源车？这可能得看固态电池何时上市应用。
相较于目前主流的锂电池，固态电池续航里程更远、更安全、使用寿命更长，因而被许多人视为动力电池的天花板。
有不少声音就指出"一旦固态电池得以普及，就是传统燃油车淘汰之时”，但固态电池真有这么神吗？
固态电池与目前主流的车载锂电池不同之处在于，前者使用固体材料作为电解质，封存简易，化学结构稳定，热分解温度最高超过500℃，能减少锂离子电池起火风险。
同时，由于固态电池能量密度更高，使得续航能力更强，同时还能缩短充电时间，降低车辆成本。
相反，后者在反复充电时会导致锂离子反复沉积和析出，在负极表面产生锂枝晶，不断缩短电池寿命，严重时甚至穿透隔膜，引发漏液和短路，最终导致车辆自燃。
锂枝晶
在低温环境下，液态锂电池的电解液还会变得黏稠，使得锂离子迁移速率变慢，导致电池活性降低，这就解释了目前的新能源车为何出现如此“坑爹”的现象。
固态电池有多优秀，全靠液态锂电池这个同行衬托。当下，大众、宝马、丰田、日产等车企，以及宁德时代也在全力建立固态电池的技术壁垒。
而在中国这片新能源车的热土，半固态电池已开始逐渐走向汽车的商用化。犹记得一年前，蔚来发布搭载半固态电池的ET7，能量密度达到360kWh/kg，并且宣称一次充电后续航里程就能达到1000公里以上。
蔚来ET7
即使蔚来ET7上的这块电池并不是真正意义上的固态电池，但却还是令固态电池一夜爆红，锂电池概念股票却几乎全线暴跌。
与疯狂的投资热潮形成落差的是，世界上并没有任何一块全固态电池在汽车上量产应用。它还是实验室产物，车企对于固态电池的发展，也只是处在画饼阶段。
在2021年4月时，宁德时代董事长曾毓群就公开表示，“3-5年内能做到车里的，都不是全固态电池”。
早在2011年，丰田就扬言将在2015年到2020年推出固态电池，但至今依然未见踪影，最后又改口到2025年前，才能实现小规模的量产；宝马大致相当，2025年前推出应用固态电池的原型车。
为什么固态电池能把全球第一的车企丰田都难倒？主要是它在材料、制备、成本等方面，都存在着诸多高难度瓶颈。
首先是材料，固态电池的电解质一般分为氧化物、硫化物、聚合物三种，代表三种不同的技术路线，在电导率、能量密度、成本、安全性能方面各有千秋。
该选择哪种材料，目前还没有统一答案，更没有成熟的材料体系。
再者是制备工艺复杂。一是固态电解质中离子扩散速度仅为电解液的十分之一，如果提高能量密度，则要将固态颗粒纳米化，这就形成了工艺制备的难题。二是，固态电池的体系和界面有别于液态锂电池，架构和系统都需要重新设计。
最后是制造成本太高。根据较早前的公开信息显示，全固态电池的制造成本达到 1.5万美元/千瓦时（约97万人民币），而目前普通液态锂电池成本不过200-300美元/千瓦时，论成本，这两者还很难同台竞争。
但不管瓶颈再多，集众多优点于一身的固态电池已成为动力电池行业一个重要分水岭。谁能抢先一步落地，谁就能技术制高点。
作为固态电池这场“军事备赛”上，日本算得上是先锋派。除了丰田外，日产也在积极推进固态电池的落地，且计划在2024年试点生产，2028年推出搭载固态电池的首款车型。
不同于丰田目前只公布了一些零星半点消息，日产最近针对固态电池低调举办了一场发布会，直接剧透了不少技术突破的消息。
一是材料的使用。比如采用纤维状粘合剂取代传统粘合剂，使得正极活性物锂离子的移动不设障碍，进而降低电芯阻抗。
正如前文所言，固态电池材料体系尚未成熟，这意味着研发验证过程漫长且复杂。日产利用大数据和人工智能验证材料，提高材料的选择效率，研发时间从传统的5-20年减少至2-3年。
比如防止性能衰减的正极涂层材料、抑制锂枝晶形成的材料等。
二是生产制作工艺，日本通过正极活性物与固态电解质的均匀、高密度混合，结合纤维状粘合剂，进一步降低电池阻抗。他们还发明了一种设计，使得电解质和电极层重复扩张和收缩而不分离。
三是到2028年有望将电池组的成本降至75美元/千瓦时，充电时间缩短至的三分之一，在25℃下能在15分钟时间内从15%充电到80%。
简单来说，电池阻抗低，充电效率高，成本低。这短短十几个字却是车企未来几年甚至十几年不断探索固态电池发展的终极目标，也是在新能源时代立足的根基。
在全球实现碳中和这场新能源革命中，电池就像核心武器，决定着续航里程，决定着电动车使用的方便程度、安全性，决定是否能真正“革掉”燃油车的命。
而这当中，拥有更高安全性、更高能量密度、更长寿命的固态电池更是极为美好的理想形态。
据工信部公布的《中国制造2025》中对电池技术的指导意见显示，到2025年、2030年两个时间节点，动力电池单体能量密度需达到400Wh/kg、500 Wh/kg。
但从目前行业现状来看，液态锂电池的主流水平为160wh/kg，特斯拉4680电池的300kWh/kg已是行业天花板。反之，固态电池则是分分钟能达到400Wh/kg能量密度。
因此，我们也不难理解为什么全球各家大型车企都在自研或者投资固态电池，毕竟谁也不愿意在不久的将来被卡脖子。
随着技术的进步，未来的固态电池将按照“液态—半固态—准固态—全固态”的技术演化路径，液态电解质含量逐步下降，全固态电池很可能成为最终形态。
但不管是哪种电池，最关键的是要在能量、安全和成本三大方面取得趋于完美的平衡。如果其他技术路线在与固态电池的推进过程中，能更快取得三方面的平衡，也同样可以站在C位。
正如几年前的磷酸铁锂因为能量密度低被抛弃，正当大家都认定三元锂电池是主角时，比亚迪却鼓捣出了刀片电池，再次让磷酸铁锂电池回到主流视线。
比亚迪2022年3月新能源车销量
所以说，杀死燃油车不一定是固态电池，但一定是适合市场发展，兼具低成本与高能量的电池。
