硬核科普！新能源车最重要的固态电池，来了？

最近，新能源车圈又掀起了新的热议，而这个话题随着近期蔚来 ET7 的交付而变得更火了，它就是：固态电池。

凭借固态电池这个弯道超车点，国产新能源车能不能吊打特斯拉？这个吹得神乎其神的新技术，又到底实不实用？

为什么需要固态电池？

在弄清楚固态电池之前，我们先得弄明白，电动车为什么需要固态电池，现在的电池不好用吗？没错，归根结底，就是当前常见的液态电池，已经到了发展瓶颈。

电池的发展已经有快两百年的历史，如今最常见的是锂离子电池。高工作电压、快速充放电特性、长循环寿命、无记忆效应等众多优点，是它被普遍用于数码产品及电动汽车的原因。

虽然它性能优秀，但同样存在着难以跨越障碍：电池结构特性局限了电池性能，也是电池衰老和存在安全隐患的根本原因。

一般而言，电池由四大核心部件组成：正极、负极、电解质以及隔膜。

电池发电的原理，就是是两个电极材料在电解液中相互交换离子，但这个结构也会使得其反应界面一直存在，也就是电池处于一直在工作的状态，容易衰老并且也存在安全隐患。

正负极作为电池氧化反应的核心，其重要性不用果子多说。根据正负极材料的不同，在新能源车上，目前主要采用磷酸铁锂和三元锂电两种锂电池。

磷酸铁锂电池由于没有钴等贵金属材料，价格相对低廉。它有耐高温、安全性能好的优点，但也有能量密度低、低温环境下放电性能弱的缺点。

至于三元锂电池，它采用镍钴锰作为正极，石墨作为负极。它的优点是能量密度大，电压更高，也就是说相同质量的电池组容量更大，性能更好。

但缺点是，200 度就容易起火，所以安全性能不如磷酸铁锂电池。

整体来看，三元锂电池有着更好的综合性能，但随着技术和工艺的迭代，目前三元锂电的单体能量密度已经接近极限，很难再有重大突破。

所以，一种能量密度高，安全性能好，循环性能高以及低温放电性能好的电池，对新能源车的发展就尤为重要。固态电池，正是有望解决这些问题的救星。

固态电池有什么好处？

新能源车怎样才能取代燃油车？目前在动力电池领域有一个公认的答案：电池系统能量密度起码翻一倍，也就是从普遍的 160Wh／kg 到 400Wh／kg。

要想解决电池的能量密度问题，就一定要进行动力电池的革新。

所以，消灭里程焦虑，固态电池的性能特征就是动力电池发展的目标，也是锂电池未来的发展新方向。

固态电池看着像是和液态电池完全相反的物种，但实际上只是一种在工艺和技术上，对现有锂电池进行改进的电池。

它和液态电池最主要的区别，就是把液态电解质替换为固态电解质，同时取消了隔膜。

为啥要用固态电解质？因为锂电池本身存在锂枝晶问题：锂电池在充电过程中，锂离子会在负极表面通过还原反应形成树脂状的锂原子晶体。

若是锂晶体刺穿隔膜来到正极，就会造成内部短路，引发起火。

所以，当新能源车不幸遭受车祸时，液态锂电池一旦受到挤压、冲击，就会导致隔膜破裂，造成正负极短路，同时锂电池内部产生大量热量，加上液态电解质里易燃的有机溶剂，就会造成电池起火甚至爆炸。

固态电池的使命之一，正是要解决这种不稳定性，提升安全空间。

把电解质的材料从液态替换为固态后，由于锂枝晶在固态电解质中生长缓慢且难刺透，可燃性差，所以固态电池的热稳定性更强。解决了安全问题，固态电池就可以采用更高性能的正负极材料，使得能量密度突破 300Wh / kg。

理想很丰满，新能源车用固态电池，能在同等体积电池包的情况下，拥有更长的续航里程，更安全的运作环境，更长的电池寿命，同时也能提升新能源二手车的保值率。

可以说，这些都直击新能源车企和用户的痛点。

现实嘛……通常很骨感。既然固态电池那么好，那大伙儿都用上了吗？

何时用上固态电池？

对固态电池应用最积极的，是国内的车企。

早在 2021 年初，蔚来就声称将在 2022 年发布的 ET7 上搭载全新研发的固态电池。但等到股票大涨后，蔚来又改口说，在 NIO Day 上介绍的固态电池，其实是半固态电池。

今年一月，东风方面宣称，首批 50 辆东风风神 E70 固态电池车在江西新余完成交付，这批固态电池由东风与赣锋锂业合作开发。

在投资者的质问之下，赣锋锂业最终承认：东风 E70 装车的电池是半固态电池。

这是因为，E70 固态电池公布的能量密度是 235—280Wh / kg，离国际上公布的低值标准 400Wh / kg 还有相当大的差距。它最关键的结构，电解质，也并非全固态，只能算固液混合锂离子电池。

半固态电池只是一种过渡方案，它的固态电解质仅仅涂抹在电极或隔膜的表面，但电池依然依赖于液态电解质来进行锂离子交换。

也就是说，半固态电池同样存在由液态电解质所引起的漏液、热失控等安全风险。

如果说蔚来和东风都只是虚晃一枪，那真·固态电池啥时候能用上？

大众、福特、宝马等车企，包括宁德时代在内的电池企业都一致认为，全固态电池产业化要到 2025 年才会开启，甚至到 2030 年前，液态电解质锂离子电池都依然是主流。

就连手握大量固态电池专利的丰田，也在不断推迟固态电池量产时间表，最新的消息已是 2028 年。

丰田计划在 2025 年前全固态电池实现小规模量产，并首先搭载在混动车型上；在 2030 年前实现持续、稳定生产。

大众多次投资固态电池开发商 QuantumScape，并计划在 2024 年至 2025 年间开始批量生产固态电池。

宝马和福特曾联手投资美国固态电池商 Solid Power。宝马计划在 2025 年前推出应用固态电池的原型车，并于 2030 年前应用于量产车。

奔驰和 Stellantis 则投资了美国固态电池制造商 Factorial Energy。此外，奔驰还与中国台湾固态电池企业辉能科技合作，计划 2028 年实现固态电池批量生产。

固态电池研发周期之长，主要还是受限于固态电池的电解质特性、工艺的难度，以及其高昂的制造成本。

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