長(zhǎng)續(xù)航和低成本如何兼顧 1000公里續(xù)航動(dòng)力電池背后的迷霧與真相

新年伊始，新能源汽車(chē)行業(yè)紛紛拋出同一手“王炸”——1000公里續(xù)航的純電汽車(chē)。

這幾天，蔚來(lái)汽車(chē)、上汽智己、廣汽埃安先后宣布將在未來(lái)的一、兩年內(nèi)推出可量產(chǎn)的1000公里續(xù)航的新車(chē)型。這種集體放衛(wèi)星一樣的“期貨式”發(fā)布會(huì)，甚至讓資本市場(chǎng)都一時(shí)難以消化，這些廠商連同相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的股票紛紛漲停，而鋰電池板塊中“被淘汰”的技術(shù)股票則紛紛跌停，引發(fā)整個(gè)行業(yè)的熱議和質(zhì)疑。

先來(lái)看“1000公里續(xù)航”是個(gè)什么概念。

開(kāi)車(chē)的老司機(jī)都知道，現(xiàn)在主流燃油乘用車(chē)的續(xù)航一般在500-600公里左右，加上續(xù)航里程穩(wěn)定（而電動(dòng)車(chē)有快速掉電的風(fēng)險(xiǎn)）和加油方便快捷的兩大優(yōu)勢(shì)，這幾個(gè)因素成為燃油車(chē)抵抗電動(dòng)車(chē)入侵的最大護(hù)城河。

而現(xiàn)在1000公里續(xù)航的新能源汽車(chē)的推出，再搭配上可以媲美加油時(shí)長(zhǎng)一樣的快充體驗(yàn)，這就讓燃油車(chē)的最后一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)蕩然無(wú)存。其背后的超長(zhǎng)續(xù)航的動(dòng)力電池，相當(dāng)于顛覆整個(gè)傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)里程碑技術(shù)。

用一句耳熟能詳?shù)脑捑褪牵何覀冊(cè)僖淮我?jiàn)證了歷史。

對(duì)此，我采訪了下身邊的小伙伴，很多人都對(duì)這些超長(zhǎng)續(xù)航的新能源汽車(chē)發(fā)生了濃厚的興趣。手頭闊綽的朋友會(huì)比較關(guān)心：超長(zhǎng)續(xù)航到底靠不靠譜？新車(chē)價(jià)格貴不貴？充電快不快？安全不安全？也有看熱鬧不嫌事大的朋友在關(guān)心：這些廠商能不能如期兌現(xiàn)量產(chǎn)的承諾？超強(qiáng)續(xù)航電池會(huì)不會(huì)威脅到現(xiàn)有的動(dòng)力電池體系？

這些問(wèn)題恰恰像是籠罩在這幾場(chǎng)“期貨式發(fā)布會(huì)”后面的層層迷霧。而我們要做的就是去解開(kāi)這些迷霧背后，超長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力電池的技術(shù)真相。

長(zhǎng)續(xù)航和低成本，真的難以兼得

眾所周知，決定一輛新能源汽車(chē)是否具有競(jìng)爭(zhēng)力的因素有三個(gè)：成本、能量密度和安全性。

成本，特別是動(dòng)力電池的成本，占到了整車(chē)成本的30%-40%，也就決定了整車(chē)的整體價(jià)位；能量密度，同時(shí)還包括電池重量和體積因素，決定了整車(chē)的續(xù)航能力；動(dòng)力電池的安全性則幾乎是一輛新能源汽車(chē)的生命線，沒(méi)有人愿意坐在一塊極易燃燒的大電池上面飛馳。

因此，成本越低、能量密度越高、充電速度快、安全性越高，自然就是一款動(dòng)力電池的最優(yōu)技術(shù)路線，但是往往這幾者之間難以同時(shí)兼得，甚至是互相矛盾。

最近，正如中科院院士歐陽(yáng)明高在中國(guó)電動(dòng)車(chē)百人會(huì)論壇（2021）上講到：“如果有人告訴你，這個(gè)車(chē)能跑1000公里，幾分鐘能充滿電，還很安全，成本又很低。以目前的技術(shù)來(lái)講，他一定是騙子。”

歐陽(yáng)院士的話說(shuō)得很?chē)?yán)謹(jǐn)。因此嚴(yán)格來(lái)論，這幾家推出1000公里續(xù)航的新能源車(chē)企，都還得不到“騙子”的稱號(hào)，畢竟他們還沒(méi)有宣稱一款電池可以同時(shí)達(dá)成所有的性能，而幾乎所有的長(zhǎng)續(xù)航電池現(xiàn)在成本都非常高。

我們不妨先從近十年來(lái)動(dòng)力電池的幾次技術(shù)演進(jìn)，看下這幾項(xiàng)性能之間的相互制約關(guān)系。

在新能源汽車(chē)興起時(shí)的六七年前，由于乘用電動(dòng)車(chē)消費(fèi)量極小，大多是公共交通、出租車(chē)等商用車(chē)使用場(chǎng)景，這時(shí)候的動(dòng)力電池普遍采用能量密度低但安全性好、成本也低的磷酸鐵鋰電池的技術(shù)路線。

隨著2017、2018年，新能源汽車(chē)開(kāi)始進(jìn)入大眾乘用車(chē)市場(chǎng)，消費(fèi)者普遍更加關(guān)注續(xù)航里程的問(wèn)題，因此，能量密度高，成本效益比更好的三元鋰電池成為當(dāng)前市場(chǎng)的主流，但三元鋰電池層出不窮的燃燒爆炸事件也讓很多人記憶猶新，而且只要接連幾起的電池燃燒爆炸幾乎就能毀掉一個(gè)新能源汽車(chē)品牌。

而到了2020年，經(jīng)過(guò)技術(shù)升級(jí)的磷酸鐵鋰電池，從結(jié)構(gòu)上使得能量密度得到提升，而同時(shí)又在安全性和成本上占有優(yōu)勢(shì)，又顯示出份額上升的強(qiáng)勁勢(shì)頭，從而和三元鋰電池技術(shù)路線開(kāi)始了新一輪的捉對(duì)廝殺。

但現(xiàn)在雙方戰(zhàn)局剛一拉開(kāi)，一個(gè)野蠻人又闖了進(jìn)來(lái)。以蔚來(lái)汽車(chē)推出的“固態(tài)電池”為代表的新一代動(dòng)力電池技術(shù)一下子搶過(guò)了所有的風(fēng)頭，讓原有技術(shù)路線一下子有了被“顛覆”的感覺(jué)。

但事實(shí)上，新一代超長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力電池想要走向量產(chǎn)商用落地，仍然還有很多的關(guān)要闖。而最根本也是最難以解決的問(wèn)題，就是長(zhǎng)續(xù)航和低成本之間的矛盾，而這也是超長(zhǎng)續(xù)航的動(dòng)力電池能否如期落地最大制約因素。

成本難控，長(zhǎng)續(xù)航電池的最大制約因素

具體問(wèn)題具體分析。我們先以蔚來(lái)汽車(chē)推出的“固態(tài)電池”的技術(shù)路線為例來(lái)回答這一問(wèn)題。

從理論上來(lái)說(shuō)，與當(dāng)前的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池這兩類液態(tài)鋰電子電池相比，固態(tài)電池具有能量密度高、安全性好、充電速度快的特點(diǎn)，幾乎滿足一塊“優(yōu)秀”動(dòng)力電池的絕大多數(shù)特征了。

固態(tài)電池，顧名思義，就是用固態(tài)電解質(zhì)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。在關(guān)鍵特性上，可以容納更高的能量密度，更長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)使用壽命；在安全性上，固態(tài)電池具有不易燃、耐高溫、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)等特性，起火燃燒風(fēng)險(xiǎn)大幅降低；在體積上，固體形態(tài)能夠大幅縮小電池體積，在同等電容量的前提下，可以減少汽車(chē)空間和重量，從而更好地提高整車(chē)的續(xù)航能力。

現(xiàn)在，液態(tài)鋰電池在能量密度的最高理論值也就能達(dá)到350wh/kg，而現(xiàn)在液態(tài)鋰電池的單體能量密度也只能達(dá)到280wh/kg，目前最高只能到300wh/kg，最高續(xù)航也只能達(dá)到600-700公里，而想要提高進(jìn)一步續(xù)航，就會(huì)打破續(xù)航和電池重量、車(chē)輛安全性的平衡點(diǎn)了。

對(duì)比來(lái)看，蔚來(lái)汽車(chē)發(fā)布的這款新能源車(chē)的單體能量密度達(dá)360Wh/kg，電池能量達(dá)到150kWh，最高續(xù)航能達(dá)到1000公里的固態(tài)電池，確實(shí)可以“驚艷”整個(gè)業(yè)界。

不過(guò)，打臉來(lái)得不要太快。蔚來(lái)的1000公里“固態(tài)電池”推出之后，很多行業(yè)人士紛紛表示質(zhì)疑，認(rèn)為現(xiàn)有的固態(tài)電池技術(shù)路線并不成熟，蔚來(lái)其實(shí)是在給用戶“畫(huà)大餅”。

從行業(yè)的普遍認(rèn)識(shí)來(lái)看，固態(tài)電池的商業(yè)化量產(chǎn)，仍然存在著巨大的技術(shù)和成本難題。比如固態(tài)電解質(zhì)決定了其電導(dǎo)率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電解液，能夠突破電導(dǎo)率瓶頸的固態(tài)電解質(zhì)材料尚未獲得關(guān)鍵性突破。同時(shí)固態(tài)電解質(zhì)的制備成本高、產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，使得業(yè)界普遍對(duì)固態(tài)電池的投入使用持謹(jǐn)慎態(tài)度，預(yù)計(jì)5-10年時(shí)間才有望實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的成熟技術(shù)路線。

而這次蔚來(lái)汽車(chē)的1000公里固態(tài)電池組實(shí)際采用的是“原位固化固液電解質(zhì)”、“無(wú)機(jī)預(yù)鋰化碳硅負(fù)極”，以及“納米級(jí)包覆超過(guò)鎳正級(jí)”的設(shè)計(jì)方案，實(shí)際上仍然使用了一定比例的液態(tài)電解質(zhì)。

所以，我們看到發(fā)布會(huì)后，蔚來(lái)掌門(mén)人李斌趕緊改口說(shuō)，這次發(fā)布的動(dòng)力電池其實(shí)是“半固態(tài)電池”。

現(xiàn)在，盡管還不是真正的固態(tài)電池，但單體能量密度能夠達(dá)到360wh/kg的半固態(tài)電池，也仍然面臨著量產(chǎn)成本過(guò)高的問(wèn)題。

不知出于商業(yè)機(jī)密的考慮，還是這一半固態(tài)電池的技術(shù)尚未成熟，蔚來(lái)汽車(chē)并沒(méi)有公布具體采用了哪一家動(dòng)力電池廠商的技術(shù)。這讓外界對(duì)“固態(tài)電池哪家強(qiáng)”有了諸多的猜測(cè)和質(zhì)疑。

為解決“固態(tài)電池”的高昂生產(chǎn)成本問(wèn)題，蔚來(lái)設(shè)計(jì)了BaaS（Battery as a Service）模式的電池租用服務(wù)，也就是用戶購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)后，要從電池資產(chǎn)公司租用電池來(lái)使用。

這種“車(chē)電分離”的模式能夠有效解決動(dòng)力電池殘值率大幅下滑的問(wèn)題，但同時(shí)意味著用戶要持續(xù)以高于自己充電成本的方式來(lái)使用固態(tài)電池，從而推動(dòng)固態(tài)電池的量產(chǎn)和獨(dú)立迭代。

但究其實(shí)質(zhì)就是避免了用戶一次性為高成本固態(tài)電池買(mǎi)單，而是選擇用“分期付款”的方式為固態(tài)電池的更新?lián)Q代做貢獻(xiàn)。因此，這一“創(chuàng)新”模式非常適合有情懷同樣也有財(cái)力的技術(shù)嘗鮮者們買(mǎi)單。

類似的問(wèn)題也出現(xiàn)在廣汽埃安的1000公里續(xù)航車(chē)型上。似乎是為回應(yīng)歐陽(yáng)院士的質(zhì)疑，廣汽埃安的說(shuō)法是“1000公里續(xù)航今年是肯定要出的，8分鐘快充也是要出的，但需要配套的高功率充電樁，也要非常高的成本?！笨偠灾褪牵L(zhǎng)續(xù)航和快充是可以技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的，但商業(yè)化推廣則另外一回事了。

因此，并非“能否如期量產(chǎn)”，而是“能否低成本量產(chǎn)”才是這些廠商要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

顛覆還是打臉：我們?nèi)绾慰创拔祦?lái)們”的“期貨式”發(fā)布

毋庸置疑的是，無(wú)論是蔚來(lái)的固態(tài)電池技術(shù)，智己的“摻硅補(bǔ)鋰”電池技術(shù)，還是廣汽埃安的石墨烯基超級(jí)快充電池，所要實(shí)現(xiàn)的“1000公里續(xù)航”、“超級(jí)快充”以及電池壽命更久、體積更小、安全性更高等特性，都是試圖解決當(dāng)前新能源汽車(chē)核心痛點(diǎn)的顛覆性技術(shù)。

從技術(shù)路線上來(lái)說(shuō)，多元化的動(dòng)力電池技術(shù)一定是未來(lái)的市場(chǎng)趨勢(shì)，只是每一條技術(shù)路線的成熟度不同，推向市場(chǎng)的時(shí)間有早晚，電池單位成本因?yàn)槭艿郊夹g(shù)突破和量產(chǎn)規(guī)模等制約而有不同的下降周期。

那么，這三家能夠在2021年初就如此勇猛地推出自己的“一千公里續(xù)航”甚至“8分鐘快充80%”的激進(jìn)目標(biāo)，其實(shí)是非常令人佩服的。畢竟，這些車(chē)企們?cè)陔姵丶夹g(shù)上要砸進(jìn)去真金白銀，在承諾期限內(nèi)要真的交付能達(dá)標(biāo)的量產(chǎn)汽車(chē)，然后接受購(gòu)車(chē)客戶和全行業(yè)的測(cè)試和監(jiān)督。

到時(shí)候，是“顛覆新能源汽車(chē)行業(yè)”，還是“自己打自己臉”，結(jié)果是不會(huì)說(shuō)謊的。

而且實(shí)際上，無(wú)論是資本市場(chǎng)，還是大眾消費(fèi)者，對(duì)于這種激進(jìn)式的“期貨”發(fā)布，寬容度還是很高的。想一想特斯拉的馬斯克曾經(jīng)夸下過(guò)多少“?？凇保m然一部分預(yù)言真的實(shí)現(xiàn)，但同樣有更多預(yù)言最終打臉，但這仍然不妨礙特斯拉的股價(jià)一路飆升。

那么，像“蔚來(lái)們”的這種“期貨式”的發(fā)布還將有哪些好處呢？

首先，就是在新能源汽車(chē)行業(yè)掀起新一輪動(dòng)力電池的軍備競(jìng)賽。

接下來(lái)一兩年中，必定有更多廠商會(huì)在新產(chǎn)品中推出類似“半固態(tài)電池”的解決方案，1000公里續(xù)航成為中高端車(chē)型的標(biāo)配，而具備固態(tài)電池等技術(shù)研發(fā)能力的電池供應(yīng)商也會(huì)受到前所未有的關(guān)注和追捧。

其次，就是加速新能源汽車(chē)動(dòng)力電池路線的兩極分化。

未來(lái)幾年，固態(tài)電池等長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力電池會(huì)在新能源汽車(chē)廠商在高端純電車(chē)型中加速應(yīng)用。與此同時(shí)，更具低成本優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰電池會(huì)在中低端車(chē)型中普及，而當(dāng)前主流的三元鋰電池的市場(chǎng)份額將被擠壓。特斯拉新版本的國(guó)產(chǎn)Model 3和今年將推出的一款低價(jià)車(chē)型都會(huì)采用磷酸鐵鋰電池，正是這一趨勢(shì)的代表。

第三，就是將加速傳統(tǒng)燃油汽車(chē)向新能源汽車(chē)的“改朝換代”。

目前，全球各國(guó)已經(jīng)紛紛為燃油車(chē)的退出市場(chǎng)制定了詳細(xì)的時(shí)間表，但其穩(wěn)定的續(xù)航能力和充電體驗(yàn)，一直是人們堅(jiān)持選擇燃油車(chē)的終極理由?，F(xiàn)在，超越燃油車(chē)?yán)m(xù)航的動(dòng)力電池的出現(xiàn)，已然為燃油車(chē)的加速淘汰敲響了警鐘。不過(guò)，這場(chǎng)“改朝換代”的變革仍然可能是未來(lái)十年左右的事情。

總體來(lái)看，1000公里續(xù)航的新能源汽車(chē)值得期待嗎？非常值得期待。

那么，這些廠商所承諾的動(dòng)力電池的技術(shù)方案可以如期兌現(xiàn)嗎？我們也不好妄下結(jié)論。究竟是“蜜糖”還是“苦果”，最終結(jié)果還得是這些廠商等在兌現(xiàn)的時(shí)候親自去吃下。

我們能夠很快體驗(yàn)到這種一千公里續(xù)航的新車(chē)型嗎？對(duì)于廣大消費(fèi)者而言，“很快”應(yīng)該是不會(huì)“很快”的，至少3-5年內(nèi)不會(huì)是普通消費(fèi)級(jí)車(chē)型可以配置的，但好的一點(diǎn)是，我們可能會(huì)享受到在高續(xù)航車(chē)型倒逼下，現(xiàn)有新能源汽車(chē)的更大優(yōu)惠降價(jià)力度。

讀過(guò)彼得·蒂爾的《從0到1》的話，就會(huì)知道人類要做出從0到1的突破性創(chuàng)新的確很難，但是只要有0.1的突破，后面的一切就會(huì)水到渠成。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，一旦一項(xiàng)技術(shù)具備零星的現(xiàn)實(shí)可能性，人類就能夠不惜一切代價(jià)地將其實(shí)現(xiàn)出來(lái)。

現(xiàn)在，新一輪的動(dòng)力電池技術(shù)正在從實(shí)驗(yàn)室走向消費(fèi)市場(chǎng)，從一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題變成一個(gè)工程學(xué)的成本問(wèn)題，其實(shí)是需要一些破冰者的。

因此，這一次是中國(guó)汽車(chē)廠商，而且還是一連三家，能夠率先站出來(lái)作為“吃螃蟹者”，非常值得我們肯定，何必一開(kāi)始就說(shuō)風(fēng)涼話呢？

求仁得仁，又何怨乎！