固态电池中场战事丰田向左大众向右

2019年，起火、自燃意外成为了电动轿车的又一个“亮点”。仅国内，两个月的时刻就有7起自燃事情被爆出，这无疑将动力电池带来的安全问题推到了风口浪尖。

可关于电动轿车而言，寻求更高的电池能量密度和更长的行进路程又是刚需。即使“动力电池不或许彻底消除安全风险”现已变成公认的现实，一批又一批的高密度高续航产品依然不可防止地接连不断。

在本届法兰克福车展上，高续航纯电动车型再次不出意外地成为了人们重视的焦点。在这之中，群众品牌关于电动轿车的“解读方法”无疑是最大的亮点之一。续航 330-550km的全新ID.3表现不俗，但在群众看来，这仅仅是个开端。具有突变级腾跃的固态电池技能现已在群众的电动化战略表中清晰表现，仅仅彻底完结商业化需求时日。

这种说法让咱们似曾相识，因为在此之前，日本轿车制作商丰田也曾宣告过相似的观念，将固态电池视为未来的主攻方向。由此咱们不由提问，这是否意味着，固态电池现已代表了电动轿车的未来？在安全性上，它的实质是天使仍是魔鬼？它的到来，将为新能源轿车行业带来光亮仍是阴霾？

什么是固态电池？

想要澄清这些问题，就要从动力电池的打开现状切入剖析。依照电池的物理结构进行剖析，现在技能包含的电池形状首要分为四种：

液态／凝胶态电池是指只含有液体电解质，半固态（Half solid）液体电解质质量百分比＜10％，准固态／类固态（Nearly solid）液体电解质质量百分比＜5％，全固态（All Solid）不含有任何液体电解质。

依照技能打开来断定，现在，商场中售卖的纯电动车选用的锂离子或锂聚合物电池，绝大多数均归于液态／凝胶态电池，仅仅因为正极资料的不同，又分为了NCA、NCM等不同的电池品种。而这些元素的不同特性，又会决议不同品种电池之间的能量密度有所差异。

跟着技能水平的不断进步，进入2019年以来，越来越多的车型开端装备能量密度更高的NCM811电池。

811的意义是什么？这三个数字指代的是三元锂电池正极资猜中镍钴锰或镍钴铝的配比为8：1：1，因而811电池即三元锂电池中的一个细分类型。

需求解说的是，这三种元素中，镍的比重越高电池能量密度就越高，但镍也是金属活性高的元素，因而它的比重越大电池的安全性也就越低。而钴元素在三元锂电池中也起到至关重要的效果，钴元素能够进步电池的稳定性，一起添加电池的循环寿数。

归纳以上信息能够看出，现在最先进的811电池具有低稳定性，高能量密度的“双重人格”，尽管暂时能够满意轿车厂商关于车辆续航路程的需求，但安全性注定是个极大的风险。且在此之后，除了参照特斯拉NCA（A为铝元素）三种元素9:0.5:0.5的配比进行晋级外，这种传统意义上的三元锂电池也很难再有更多的上升空间。权衡利弊之后，打开全新形状的电池技能，也天经地义成为了技能专家主攻的方向。

那么，已然电池品种成百上千，为什么咱们偏偏会选中全固态电池？

头条君查阅相关资料发现，比较于现阶段的液态电池，全固态电池的优势极端显着，尤其是在安全层面上，液态锂电池于过度快充时会发作“枝晶”，刺穿内部隔阂引发电池短路而起火爆破的风险。而理论上，固态锂电池则可防止此风险发作。

而在作业原理上，其固态的电解质具有的密度以及结构，能够让更多带电离子集合在一端，传导更大的电流，从而进步电池容量和能量密度。

除此之外，固态电池的优势可总结为：

1）循环寿数长

2）作业温度规划宽

3）薄膜柔性化

4）收回便利

5）可快速充电

6）与电极资料相容性好

7）耐湿润环境

而相对应的，全固态电池的缺陷只要本钱高、产能低这些本身特点之外的要素罢了。

丰田、宁德年代领衔，固态电池研制进行时

尽管全固态电池的产品优势颇多，但至今还没有任何一家企业能将这项技能真实用于实践，由此可见其研制环节的应战。而一个更明显的例子便是，尽管全球规划内打开固态电池研讨的组织许多，但彼此之间的研制打开还存在着较大差异。

依据不彻底统计，全球规划内约有 50 多家制作企业、草创公司和高校科研院所致力于固态电池技能。其间，我国院校宣告的相关SCI 文章居世界首位，而在世界发明专利方面，日本则占有了全球规划内的一半以上，丰田更是以26项专利占有了单一组织中的首位。除此之外，在欧美区域，专攻这一范畴的创业公司数量也开端逐渐增多。

假如依照区域区分，固态电池的海外打开大致会集在法国Bolloré、美国 Sakit3、日本丰田这“三巨子”身上。他们之中，法国的Bollore的资格又是最老。

早在2011年10月，Bolloré就开端使用自主开发的电动轿车“Bluecar”和电动巴士“Bluebus”，在法国巴黎及其城外供给轿车同享服务“Autolib”，几年来已累计投入了 3000 辆搭载 30 kWh的由 BatScap 制作的固态电池，但姑且没有在乘用车范畴打开攻势。

美国Sakti3致力于电池技能的研讨已有 20 年，而且具有 70 余项专利。2015 年 10 月，被真空吸尘器立异者戴森以 9000 万美金的价格全资收买，以处理使用在其产品中的可充电锂离子电池续航时刻不行长、安全性有限的问题。

Sakti3 现在存在的最大问题是其选用薄膜沉积工艺的制作技能，这就构成其本钱居高不下，且在未来降低本钱的或许性也不算太大。因而在现阶段，其产品只能使用于小型家电之中。

与欧美不同，日本则采纳 38 家组织联合的方法研制全固态锂电池，丰田是其间的龙头。2018年4月发动的该项目估计总出资 100 亿日元，联合组织包含了丰田、本田、日产、松劣等 23 家轿车、电池和资料企业，以及京都大学、日本理化学研讨所等 15 家学术组织将一起参加研讨，方案到2022 年全面把握全固态电池相关技能。在全球规划内，这家规划最大的联合组织遍及最被看好。

回到国内，由宁德年代领衔的“五小龙”（宁德年代、江苏清陶、珈伟股份、赣锋锂业、北京卫蓝）也早已对全固态电池打开深入研讨，但打开途径却存在很大差异。

CATL 以硫化物电解质为首要研制方向。现在，容量为 325 mAh能量密度为 300 Wh／kg 的聚合物锂金属固态电池 300 周循环以上剩下 82％，但也由此可见，间隔真实投入商业化尚有必定的距离。

中场迫临，固态电池路在何方？

已然每家企业都无法做到独立自主，那么固态电池大规划使用于量产电动车终究有多悠远？在这个问题上，不同主机厂给出的答案，是不一样的。

▲群众轿车集团办理董事会主席 迪斯

“保存派”如群众轿车。群众轿车集团办理董事会主席迪斯在承受轿车头条APP采访时清晰标明，关于全固态电池量产或工业化出产的规划将在2023年至2024年间施行，尽管还有几年时刻，但与群众轿车集团的全体打开步骤坚持一致。

▲群众轿车品牌电池杰出中心负责人 Frank Blome

而在技能范畴上，群众轿车品牌电池杰出中心负责人Frank Blome的情绪则愈加保存。他向在场媒体坦言，深信有朝一日固态电池会投放商场，但至今，群众还没有在电解质资料上做出终究的决议。因而，固态电池产品化或投入到整车之中，最早也要到2025年。

“激进派”如丰田。在丰田电动化战略，也便是到2025年丰田旗下全部车型，包含雷克萨斯车型悉数都要完结新能源化的目标下，丰田轿车履行副总裁，研制主管寺师茂树曾揭露标明，研制新式固态电池的节奏要逐渐加速，并估计将于2020年的夏日奥运会到来之前正式推出商场。

这一方案，比群众至少提早了3年。但能否如愿完结，现在看来尚无结论。

确实，比较欧美等新创企业而言，丰田在固态电池范畴的探究要早得多，一起投入的精力也更多。在坚定地侧重于硫化物固态电池研制作业多年后丰田经过根底技能，现已完结了将全固态电池的体积功率密度进步到约2.5 kW / L。与此一起，体积能量密度成功地进步到了高达约400wh/ L，相当于2010年左右的锂离子电池（LIB）大约2倍的水平。

但试验数据终究无法与商业化直接划等号。本年6月，丰田轿车公司宣告与我国电池制作商宁德年代协作，以加速向电动轿车的改变。而在协作项目上，固态电池位列其间，这一点好像愈加耐人寻味。

据知情人士泄漏，这很有或许是丰田固态电池研制打开不如预期，乃至或许不抱负，至少短期内无法完结量产。但与宁德年代直接挂钩，以为着我国团队科研力气的加盟。竞赛优势进步之后，丰田如愿完结2020年的技能落地也并非无法完结。

兵马未动粮草先行，比较之下，群众在固态电池的打开发展上看似落后，实则更早地在商业模式上打开了探究。

为脱节亚洲电池制作商的依靠，一起在电池范畴获得抢先技能，本年6月份，群众集团宣告向美国加州科技公司QuantumScape公司出资1亿美元，一起树立一家合资公司用来研讨固态电池技能，群众差遣一位高管担任QuantumScape董事会成员。依照方案，两边执行固态电池的时刻点是2025年，与Frank Blome所述的时刻点相吻合。

值得一提的是，群众早在2014年12月现已持有QuantumScape公司5%的股权，此次群众再次注资1亿美元，群众集团已成为QuantumScape公司最大股东。这也标明，群众集团现已将固态电池的“主动权”攥在了手中。

与此一起，在电池供给各方面，群众集团也在一直坚持用“两条腿走路”。在保证集团内部树立研制组织的一起，与供给商坚持协作，并和Northvolt这样的协作伙伴树立合资企业出产电池。这些，确实关于保证电池的供给起到关键效果。不过，至于合纵联盟能否出乎意料，终究还要凭仗于每家企业的研制发展终究怎么。

总结一句话，在技能真实落地之前，全部成果都是犹豫不定。

头条说：从全体来看，固态电池现在的制备技能成熟度还有待加强，能构成规划产能的企业有限，技能规划化扩产需求战胜的困难还有许多。仅凭仗业界公认的“2021年，半固态电池将投入商业化”的观念判别，全固态电池好像离咱们还很悠远。

但不论是丰田的2020方案，仍是群众的2025之约，两家打开不尽相同的企业现已说明晰一个问题：未来的电动轿车，大概率将是固态电池为技能主导的产品。