车用固态电池仍不具备产业化条件

■掀起新一轮固态电池热潮

事实上，丰田早在和松下成立合资公司之前，就已经在固态电池领域有所突破，只是产业化一直未能落地。而丰田也不是惟一一个推进固态电池的企业，几乎全球所有大型车企、领先的电池生产商都在持续推进固态电池的研发和产业化探索。

三菱、宝马、现代、奔驰等国际车企和松下、三星等领先的电池企业也都做过多轮固态电池研究，而且出现了不同形式的联盟与合作，包括此次丰田与松下的合作。日本丰田、本田、日产、松下等23家车企、电池和材料企业组建的联盟甚至提出，到2022年全面掌握全固态电池相关技术，到2030年前后将固态电池组每千瓦时的成本降至锂电池的30%。

韩国三大电池企业LG化学、三星SDI和SKI也组成联盟，共同开发包括固态电池在内的下一代电池核心技术。国内，辉能科技、江苏卫蓝、宁德年代、比亚迪、国轩高科、中航锂电、江苏清陶、力神、亿纬锂能等一众电池企业也都在固态电池领域有布局。早在2018年，姑苏清陶固态锂电池生产线就在江苏昆山建成投产，可日产1万只固态电池，能量密度可达400Wh/kg以上，并宣称在2020年进入动力电池领域;辉能科技则称将建成产能达1.5G～2GWh的固态电池生产线。只是目前，固态电池还未在整车上装车使用。

固态电池之所以获得青睐，根本在于目前市场上的动力电池不能完全满足电动汽车的需求，电动汽车对于动力电池的要求较高。尤其是去年以来，三元电池频频爆出起火事件，让其安全隐忧备受关注。寻找新型动力电池，更好满足车辆需求变得更为迫切。

■或是下一代动力电池主角

“事实上，对于固态电池没有一个厂商是完全不关注的，对于下一代新技术方向，每个有实力的厂商都会关注、研究，以保持竞争力。”刘彦龙称。真理研究首席研究员墨柯也表示，电池领域的技术进步非常快，有实力的厂商不会只专注于眼前，而是放眼未来，对下一代电池技术时刻保持高度关注，探索各种新技术不断提升电池性能，而固态电池是目前各种探索中较成熟的一个分支。

引人关注的是，国内有些电池厂商提出半固态的概念，这种概念是国际其他电池厂商所没有的。“半固态，顾名思义就是介于液态与固态之间。通常电池是固态的，但内部达到一定的温度后又呈液态。”墨柯说，“这么多年，我们在电池领域一直处于跟随状态，半固态可以说一种创新探索，能否形成突破存在很大未知性，希望与风险同在。如果能形成突破将是一个伟大的创举。”

与此同时，最近特斯拉的超级电容、无钴电池也成为业内关注的焦点。在其规划中，这种产品可实现更高的循环寿命，同时，无钴电池的成本更低;比亚迪的刀片电池也带来更高的能量密度。

“纵观这几年动力电池的发展，从磷酸铁锂、三元锂电到现在热炒的无钴电池、低钴电池，动力电池的技术进步相当快，这背后是一众企业包括研发机构的不断探索。”在中国化学与物理电池行业协会秘书长刘彦龙看来，随着电动汽车对性能、成本等方面的要求不断提升，尤其是当下的中国新能源汽车市场，对动力电池降低成本、提升性能的要求更为迫切，这也就倒逼电池领域必须加速进行技术迭代，不断探索新技术，寻求各种可能性。目前，从各种研究成果看，固态电池因其在安全性能、能量密度、循环寿命、工作温度范围等方面表现出的优秀试验性能，被认为是继三元之后最有可能装车应用的新技术产品。在动力电池领域，各种探索从未止步，面向下一代电池技术，固态电池或将是主角。

■尚不具备产业化条件

不过，尽管固态电池具有较好的试验效果，但目前尚不具备大规模产业化的条件。“固态电池要想产业化还很难。”刘彦龙表示，试验样本的固态电池是做出来了，能正常充放电，但能否达到车规级应用还待验证和研究。“动力电池跟一般消费类电池不同，对一致性、装车后的循环寿命、安全性都有更高的要求，这是目前单体模型固态电池必须攻克的难题。只有这些问题解决了，才能谈产业化。”刘彦龙说。

墨柯也强调，尽管很多厂商都对固态电池寄予很高的期待，包括丰田提出2022年进行商业化应用，但现在看，可能还要晚一些，或要等2025年才有可能实现。“从液态到固态，对电池结构和生产来说都是一个巨大变革，而这种革命对电池企业而言并不容易。”墨柯表示，以固态电池的生产为例，现在液态电池的生产是在级片之间注入电解液，而固态电池内部是固体，这就决定不可能用现有的生产工艺、设备生产固态电池，这对电池企业是一项很大的挑战。“电池生产是一项非常专业的工艺，大部分具有一定实力的电池厂都有10年以上的历史，他们在生产工艺、设备甚至生产经验上经过多年的探索，才使得电池具有今天的水平，完全推翻重来，相当于革自己的命，这是一项非常不容易的事。”

更现实的考虑是，在当前电池产能不充裕的情况下，没有一家企业会放弃目前成熟的工艺、业务和体系，去大刀阔斧地另起炉灶投资一个全新的领域。就像当年的柯达最早发明数码技术，却因为自身在胶片领域占有很大市场份额，具备成熟的产业链体系而未能及时转型一样。又如，比亚迪最新推出的刀片电池，只是改变了既有的电池结构，通过空间利用率的提升达到提升能量密度的目的，足以满足当下其对动力电池能量密度提升的需求，有了刀片电池，比亚迪对下一代电池或者固态电池也就没那么迫切了。在未从根本上改变生产工艺的前提下，实现效率的最大化才是企业生存之道。墨柯表示，在动力电池领域，这一转型将是一个漫长的过程，尤其是车规级固态电池目前尚不具备产业化条件。