“固態(tài)電池”和“半固態(tài)電池”是水火不容嗎？

要說(shuō)汽車(chē)動(dòng)力電池的終極形態(tài)是什么，固態(tài)電池必有席位。

最近騰勢(shì)趙長(zhǎng)江和智己劉濤干脆開(kāi)起線上pk。趙長(zhǎng)江說(shuō)：現(xiàn)在宣傳半固態(tài)電池是在玩文字游戲。劉濤回應(yīng)：不擅長(zhǎng)文字游戲，行業(yè)首個(gè)快充固態(tài)電池即將在智己L6上車(chē)。

很快，昊鉑這邊也丟出“全100%固態(tài)電池”的消息，大有嘲諷友商“zuo jia”的意思。

智己L6固態(tài)電池好用

但要“慎用名號(hào)”

固態(tài)電池被大家調(diào)侃成“薛定諤的動(dòng)態(tài)電池”，說(shuō)的是它總被拉出來(lái)吹概念，落地遙遙無(wú)期，而且吹概念也罷了，有時(shí)候到底是固態(tài)還是半固態(tài)，都沒(méi)個(gè)準(zhǔn)話。

辨別液態(tài)、半固態(tài)還是全固態(tài)，重點(diǎn)看電解質(zhì)的是什么狀態(tài)，電解質(zhì)的作用是為電子轉(zhuǎn)移提供媒介。像“稀飯”一樣的就是液態(tài)電池，像“粥”一樣就是半固態(tài)，像“熟米飯”一樣就是固態(tài)。

液態(tài)電池與固態(tài)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)比圖。液態(tài)鋰電池主要使用碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯等，作為離子遷移的電解質(zhì)，固態(tài)電池主要使用固態(tài)的氧化物或者硫化物作為電解質(zhì)。

智己L6即將上車(chē)的超130kWh超快充固態(tài)電池，正極采用專(zhuān)利自研的納米尺度固態(tài)電解質(zhì)包覆超高鎳材料，負(fù)極為新一代高比能復(fù)合硅碳材料。

這句話用了密度極高的復(fù)雜詞匯，搞得大家云里霧里。我給大家拆解下，它的意思是說(shuō)，他們將一種“粉末狀（納米尺度）”的電解質(zhì)材料利用了特殊工藝（包覆工藝）涂在了正極上（正極為超高鎳材料）。

不過(guò)他們沒(méi)說(shuō)的是，這款電池依然需要液體成分潤(rùn)濕極片，以方便電子在極片間運(yùn)動(dòng)。這不依然是電解質(zhì)的工作特性嘛。而且這款“潤(rùn)濕劑”的質(zhì)量占比約為電池整體的10%，也就比液態(tài)鋰離子電池低5%左右。

我們也能側(cè)面做下驗(yàn)證。這款電池是與清陶能源聯(lián)合研發(fā)的產(chǎn)物已經(jīng)不是秘密了，從其官網(wǎng)介紹看，有一個(gè)氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體，應(yīng)該就是使用在智己L6上。所以不難判斷，智己確實(shí)使用的是一款半固態(tài)電池。

當(dāng)然了，如果我們只是糾結(jié)于它是不是真固態(tài)，其實(shí)對(duì)這個(gè)產(chǎn)品本身也是不公平的。

三元鋰電池的能量密度通常在150Wh/kg~250Wh/kg，固態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到此數(shù)據(jù)的1倍甚至更多。比如智己L6 Max光年版搭載的固態(tài)電池單體能量密度為368Wh，相比250Wh/kg，能量密度增加高達(dá)47.2%，這提升的能力是實(shí)打?qū)嵉模瑧?yīng)該給予肯定呀。

昊鉑固態(tài)電池?cái)?shù)據(jù)很強(qiáng)

但考驗(yàn)仍在繼續(xù)

昊鉑這邊，明確提到他們的全固態(tài)電池采用100%固態(tài)電解質(zhì)。具體來(lái)看，是采用第三代海綿硅負(fù)極和高面容量固態(tài)正極。很可惜，昊鉑對(duì)“高面容量固態(tài)正極”有何玄機(jī)沒(méi)有過(guò)多展開(kāi)。

按照2月廣汽埃安公布的數(shù)據(jù)，該電池的能量密度超過(guò)了350Wh/kg，等到4月，這一數(shù)據(jù)被定義到超過(guò)400Wh/kg，看來(lái)是實(shí)驗(yàn)室又有突破，能量密度增加了60%。

昊鉑能做到400Wh/kg，與其全固態(tài)正極可達(dá)到 5mAh/cm2 以上的高面容量有直接關(guān)系。

根據(jù)廣汽埃安總經(jīng)理古惠南在接受《證券日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)所說(shuō)，他們初步計(jì)劃是今年年底就要固態(tài)電池裝車(chē)測(cè)試，明年主要是測(cè)試電池性能，后年?duì)幦×慨a(chǎn)。

在多位專(zhuān)家看來(lái)，電池技術(shù)的創(chuàng)新周期大約是30年。自 2000年起，鋰離子電池開(kāi)始在動(dòng)力方面應(yīng)用，預(yù)計(jì)到2030年，全固態(tài)電池有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。如果廣汽埃安能順利推進(jìn)，這一速度比預(yù)期早了4年。

不過(guò)廣汽埃安也不能認(rèn)為自己就能拔得頭籌，2023年寶馬汽車(chē)的主要合作伙伴態(tài)能能量公司（Solid Power）也發(fā)布過(guò)一款全固態(tài)電池，能量密度為390W·h/kg。寶馬希望在2025年之前推出第一輛基于Solid Power電池技術(shù)的原型車(chē)，就看誰(shuí)的速度更快了。

另外，由于全固態(tài)電池產(chǎn)線與現(xiàn)有液態(tài)電池產(chǎn)線無(wú)法兼容，直接投資全固態(tài)電池生產(chǎn)線會(huì)花費(fèi)過(guò)多成本。蔚來(lái)汽車(chē)曾透露，一塊150kWh的半固態(tài)電池價(jià)格就已接近 30 萬(wàn)元。居高不下的產(chǎn)品成本成為固態(tài)電池商業(yè)化路上的“攔路虎”。

如果廣汽埃安用濕法工藝，大概能保留一半的現(xiàn)有設(shè)備，如果用干法工藝，2/3的設(shè)備都不能用，所以必須要實(shí)現(xiàn)設(shè)備廠商同步。

“固態(tài)”和“半固態(tài)”是水火不容嗎？

聊到這里，大家應(yīng)該也發(fā)現(xiàn)了，他們各家的產(chǎn)品都很優(yōu)秀，與此同時(shí)，也都有要攻克的難題。我認(rèn)為“固態(tài)”和“半固態(tài)”并不是水火不容，各家應(yīng)該著力發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)才更合理。

為什么這么說(shuō)，我們可以從固態(tài)電池的幾個(gè)亟待解決的難題看。

（1）循環(huán)壽命衰減和電池容量

固態(tài)電池量產(chǎn)仍存在固態(tài)電解質(zhì)之間界面接觸不良、生產(chǎn)成本過(guò)高等問(wèn)題。由于固態(tài)電解質(zhì)特性，電解質(zhì)與正負(fù)極材料間接觸會(huì)產(chǎn)生較大阻抗，導(dǎo)致?lián)p耗過(guò)高和穩(wěn)定性差等問(wèn)題，由此造成電池電量和循環(huán)壽命衰減。所以廣汽埃安后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證應(yīng)該花大量的精力在此。

換個(gè)視角看，這也是半固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)所在，在固態(tài)電池中注入少量液態(tài)電解質(zhì)，可以大大提高固態(tài)電池的容量，改善固態(tài)電池存在的能量偏低、倍率性較差的問(wèn)題。

（2）電池安全性

由于固態(tài)電池中沒(méi)有液態(tài)電解質(zhì)，從而可以提高電池的安全性，這會(huì)是廣汽埃安固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)。

但半固態(tài)電池的安全性則是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素，由于半固態(tài)電池的物化性質(zhì)相對(duì)傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池不同，如何判斷其安全性能，獲得具有適用性的動(dòng)力電池的熱失控評(píng)價(jià)技術(shù)，是行業(yè)當(dāng)前亟需解決的難題。所以智己如果想推“半固態(tài)電池”，現(xiàn)階段的重點(diǎn)攻克方向就在此，比如要推出更領(lǐng)先的BMS電池管理技術(shù)。

總結(jié)

由于固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)，穩(wěn)定性更強(qiáng)，不存在液態(tài)電解質(zhì)容易燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代高性能鋰電池重要代表。但與此同時(shí)，半固態(tài)電池并不是就應(yīng)該人人喊打，現(xiàn)階段這種產(chǎn)品的折中優(yōu)勢(shì)也不少。

不管如何，好的技術(shù)要鼓勵(lì)，兩種模式的電池都很好，只是車(chē)企一定要堅(jiān)定自己的想法，別想著“貼金”，最后顯得不自信，反而不好。要我說(shuō)，智己就大大方方說(shuō)自己使用的是半固態(tài)，但產(chǎn)品很難打。廣汽埃安說(shuō)自己使用的是全固態(tài)，但要再等等看。

審核編輯：劉清