汽勢Auto-First丨張馳

目前風頭正勁的純電動汽車，無論是特斯拉還是比亞迪，抑或是造車新老勢力，採用的主要是三元鋰或磷酸鐵鋰電池。近來受電池原材料價格上漲影響，新能源汽車漲價聲此起彼伏，讓人們對目前的電池技術路線產生擔憂，有專家認為，電池原材料再繼續瘋長，對整個新能源產業將產生抑制作用。

尋找新的電池技術路線，各電池企業、科研院所，以致汽車企業早已佈局，無論是氫燃料電池、納離子電池、金屬空氣電池還是固態及半固態電池已走出實驗室或在實驗室門口徘徊。

其中一些業內專家認為，固態電池必將替代目前主流的液態電池，而2030年將是固態電池產業化元年，也將是電池技術重要分水嶺。

去年日產汽車釋出“日產汽車2030願景”時，就已明確2030年純固態電池汽車續航里程、充電時間、成本達到燃油車同等以上水平。並計劃2028年推出搭載全固態電池的電動車型，在未來5年內將投入2萬億日元用於固態電池研發。日產汽車成為對固態電池商業化路徑規劃最清晰的廠商之一。

2022年4月8日，日產汽車透過線上直播方式對其固態電池現狀、技術路徑以及未來商業化搭載進行了詳細說明。明確了固態電池走出實驗室到搭載汽車的時間表：2022年進行實驗室級別的可行性研究；2024年試點工廠啟動；2028年產品上市。

日產汽車將固態電池視為其電動化轉型的重要抓手，主要因為其相比三元鋰和磷酸鐵鋰這兩類液態電解質電池，具有安全性高、能量密度大、不易受溫度影響的優點。但固態電池離子傳導性差，電池加工精度高，導致這一技術一直躺在實驗室裡。直到2011年，科學家發現硫化物固態電解質對於離子具有高傳導性，汽車產業迅速嗅到了固態電池的商業價值。

固態電解質內材料副反應減少，因此正負極材料選擇面很廣，自然可以避開目前價格高昂的液態電池材料，日產方面正在利用AI技術對眾多材料進行選擇。此外，透過減少鋰離子儲存介面的厚度，可以增加鋰離子密度，進而提升電池能量密度。

日產方面介紹，由於固態電池具有高能量密度優點，對於大型純電動車型可大幅實現電池輕量化，日產方面計劃2028年固態電池或率先在大型車上使用，此後隨著成本的降低，再逐步過渡到小型車。

目前液態電池採電解質採用的是有機溶劑，工作溫度一般不能超過60度，而固態電池在100度狀態下也可正常工作，具有較高的充放電效能，同時有高安全性。所有這些優點，讓包括日產在內的眾多廠商押寶固態電池的未來。

事實上，日產汽車並不是固態電池的先行者。此前，大眾汽車宣佈其支援的QuantumScape 計劃在 2024 年開始銷售；寶馬固態電池原型車在2025年推出；豐田希望在2020年代中期開始製造固態電池，福特計劃在本世紀末準備好正在開發的電池技術。國內的上汽集團、廣汽集團、蔚來汽車以及寧德時代在固態電池領域也都有深入佈局。

有業內專家認為，未來電池主流路線，不一定是三元鋰或磷酸鐵鋰。清華大學教授歐陽明高曾公開表示，從電池產業可持續發展角度看，估計現有的鋰離子電池，包括固液混合的鋰離子電池，2030年之前還是絕對主導地位。第一代全固態電池產業化，佔市場比例接近1%的時間點可能在2030年左右。2035年之後，新一代固態電池，鉀、鎂、鈉、鋰-硫等各類電池會進入市場。到2050年，液態鋰離子電池有可能減少到大約20%。

電動汽車之所以能夠突飛猛進地發展，其中電池迅速產業化，並逐步降低成本，消費電子領域的完整電池產業鏈起了重要作用。在新能源汽車達成發展共識後，相應的消費電子電池產業鏈被汽車領域很好的應用，在時間和成本上都做了完美解決。但顯然，固態電池是新生事物，並沒有這樣的產業鏈，在相應技術沒有突破，商業化落地沒有實現前，要靠政府扶持，短時間內成本高的問題無法根本解決。

面對液態電池的能量密度及安全瓶頸，加之原材料價格上漲帶來的焦慮，讓人們對固態電池的未來充滿了想象。實際上固態電池目前還沒有走出實驗室，材料選擇、加工技術、如何避免鋰枝晶等問題都沒有實現突破，為此，日產、福特、大眾、寶馬等眾多廠商都把固態電池量產放到了5-15年之後。（部分圖片源自網路）