1月9日，蔚來(lái)汽車一年一度的NIO Day發(fā)布會(huì)如期舉行。期間蔚來(lái)放出“大招”，宣布打算在2022年四季度配置首款容量高達(dá)150kWh、續(xù)航1000公里的固態(tài)電池。

固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。由于其被認(rèn)為是替代液態(tài)電池的下一代動(dòng)力電池主要技術(shù)路線，因此是目前眾多電池廠商和車企的重點(diǎn)研究方向。

如此驚人的消息傳出，自然在動(dòng)力電池領(lǐng)域尤其是電解液和隔膜行業(yè)引起巨大反響。與此同時(shí)，周一A股鋰電池概念股跟隨遭受重挫。

隨后有專業(yè)人士指出，市場(chǎng)對(duì)蔚來(lái)汽車的固態(tài)電池有一些誤讀，蔚來(lái)將采用的并非純正意義上的固態(tài)電池。說(shuō)白了它只是一個(gè)相對(duì)初級(jí)的半固態(tài)電池，制作過(guò)程仍需使用電解液、隔膜這些材料。而且量產(chǎn)進(jìn)度需看后續(xù)推進(jìn)情況，真正使用固態(tài)電解質(zhì)的“固態(tài)電池”量產(chǎn)以及裝車尚需時(shí)日。

或許很多人沒(méi)有想到，實(shí)際上把市場(chǎng)嚇得夠嗆的“蔚來(lái)電池”只是一個(gè)營(yíng)銷噱頭。

動(dòng)力電池、消費(fèi)電池以及儲(chǔ)能電池是鋰電池的三大應(yīng)用領(lǐng)域，其中動(dòng)力電池占到約50%左右。

隨著全球汽車電動(dòng)化趨勢(shì)不可避免，動(dòng)力電池市場(chǎng)作為鋰電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)長(zhǎng)續(xù)航、安全性的不斷追求，使得固態(tài)電池技術(shù)也在長(zhǎng)足發(fā)展。

相比較傳統(tǒng)的液態(tài)電池，固態(tài)電池與其工作原理并無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別。只不過(guò)兩者主要的區(qū)別在于后續(xù)因考慮能量密度的提升及安全性導(dǎo)致使用材料的改變。

目前，液態(tài)電池存在的痛點(diǎn)主要是能量密度和安全性之間的權(quán)衡，讓電池企業(yè)和車企很難顧此及彼。

就拿磷酸鐵鋰和三元鋰來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰電池安全性好、成本低，但能量密度不高，耐低溫性能差，盡管目前比亞迪改進(jìn)成刀片電池，但能量密度僅是向三元鋰靠攏。而三元電池雖然能量密度高，耐低溫，但存在安全性差，成本高的缺點(diǎn)。

因此，鋰電池為提升能量密度同時(shí)考慮安全性，液態(tài)電池向固態(tài)電池的突破便成了市場(chǎng)要求的必然。

固態(tài)電池出現(xiàn)，現(xiàn)有液態(tài)電池體系是否會(huì)被顛覆？

答案是，短期不會(huì)，但中期受部分材料替代會(huì)有些影響，后期除了四大材料中正極和導(dǎo)電箔外，其他材料將被顛覆。

日本科學(xué)家認(rèn)為，可規(guī)?；囊簯B(tài)鋰電池體系能量密度上限為300Wh/kg，中國(guó)和美國(guó)的科學(xué)家則認(rèn)為上限可能是350Wh/kg。目前除了特斯拉Model 3用到的三元鋰電池的能量密度可以達(dá)到260Wh/kg之外，大多數(shù)新能源電動(dòng)車三元鋰電池能量密度普遍在200wh/kg左右，并沒(méi)達(dá)到科學(xué)家認(rèn)為的能量密度上限。

因此，液態(tài)電池技術(shù)仍有改進(jìn)發(fā)展的市場(chǎng)前景，全球電動(dòng)化進(jìn)程給國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的機(jī)會(huì)，短期很難會(huì)被顛覆。

根據(jù)中國(guó)制造2025規(guī)劃，2020年鋰電池能量密度要達(dá)到300Wh/kg，2025年為400Wh/kg，2030年為500Wh/kg。

理論上，液態(tài)電池最高能量密度為350Wh/kg，因此未來(lái)如果繼續(xù)推進(jìn)的話將很難達(dá)到規(guī)劃的要求。

相較于液態(tài)電池，固態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到500Wh/kg以上，發(fā)展固態(tài)電池更符合政策的要求。

不過(guò)，由于固態(tài)電池技術(shù)攻關(guān)非常難，無(wú)法做到一蹴而就，但面對(duì)全球汽車電動(dòng)化浪潮，鑒于消費(fèi)者對(duì)續(xù)航和安全性的更高要求，所以電池企業(yè)只能采取折中方法，通過(guò)對(duì)電解液的改變逐步向固態(tài)電池晉級(jí)，以此形成了從液態(tài)到半固態(tài)再到全固態(tài)的技術(shù)路徑。

而且，半固態(tài)電池能量密度也可達(dá)350Wh/kg以上，就算在過(guò)渡期進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化也可以滿足規(guī)劃和市場(chǎng)的需要。

對(duì)于這次蔚來(lái)高調(diào)宣布eT7搭載的半固態(tài)電池，實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)的是車企們作為先行者在電池裝配上對(duì)半固態(tài)電池使用的初步嘗試。

液態(tài)電池向固態(tài)電池的這場(chǎng)演變過(guò)程，勢(shì)必一些舊材料諸如電解液、負(fù)極材料、隔膜等會(huì)被其他新材料逐步替代，而一些新材料如金屬鋰、高電壓復(fù)合正極材料等得以應(yīng)用。

然而，液態(tài)電池向半固態(tài)電池的改進(jìn)，其實(shí)對(duì)現(xiàn)有液態(tài)電池四大材料體系沖擊會(huì)比較小。因?yàn)榘牍虘B(tài)鋰電池意味著附帶少量有機(jī)溶劑去改善聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率，那么電解液和隔絕正、負(fù)極材料的隔膜仍需要用到。

盡管這樣，但是還要說(shuō)的是半固態(tài)鋰電池從本質(zhì)上充當(dāng)一種過(guò)渡產(chǎn)品，并非最終解決方案。

到了固態(tài)電池時(shí)代，除了正極材料，負(fù)極材料體系的金屬鋰、固態(tài)電解質(zhì)將替代液態(tài)電池時(shí)代用到的石墨、硅碳，電解液的有機(jī)溶劑。而隔膜也因固體電解質(zhì)具備的電子絕緣性和離子導(dǎo)電性而被拋棄。至此，液態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)體系被顛覆。

毫無(wú)疑問(wèn)，長(zhǎng)期來(lái)看，關(guān)注液態(tài)電池和半固態(tài)電池并不可行，對(duì)于投資者而言，固態(tài)電池才是最值得投資的領(lǐng)域。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，固態(tài)電池的研究有50余年時(shí)間，已經(jīng)發(fā)展成三條主流技術(shù)路線：聚合物固態(tài)電池、氧化物固態(tài)電池以及硫化物固態(tài)電池。

在聚合物技術(shù)上，全球主要以法國(guó)Bolloré集團(tuán)和美國(guó)Solid Energy為代表。在氧化物技術(shù)上，中國(guó)臺(tái)灣輝能科技、中國(guó)贛鋒鋰業(yè)作為布局在氧化物電解質(zhì)技術(shù)上的領(lǐng)軍企業(yè)。在硫化物技術(shù)上，全球主要以日本豐田集團(tuán)、韓國(guó)三星、中國(guó)寧德時(shí)代為代表。

不過(guò)，目前真正能做到在汽車領(lǐng)域商業(yè)化的是聚合物固態(tài)電池，2011年由法國(guó)Bolloré公司推出，用在市內(nèi)租賃電動(dòng)車領(lǐng)域。但是這款聚合物固態(tài)電池存在非常大的缺陷，一是需要另外高溫加熱才能工作，二是能量密度和續(xù)航里程極低，僅為230Wh/kg、250km，遠(yuǎn)不如現(xiàn)在的液態(tài)電池性能。

對(duì)于氧化物固態(tài)電池，業(yè)內(nèi)認(rèn)為綜合前景最好，但由于技術(shù)和制備工藝非?？量?，現(xiàn)在只能做成小微型電池，用于微芯片、微機(jī)電系統(tǒng)、微型存儲(chǔ)器、植入式醫(yī)療器械、無(wú)線傳感

器等低能量供電領(lǐng)域。想要用到電動(dòng)汽車領(lǐng)域接下來(lái)仍需要足夠多的技術(shù)攻關(guān)。

硫化物固態(tài)電池是在固態(tài)電池領(lǐng)域技術(shù)儲(chǔ)備足夠完善的一條賽道，當(dāng)前最有望實(shí)現(xiàn)在汽車領(lǐng)域商業(yè)化。

2010年豐田就生產(chǎn)了一款10cmx10cm大小的硫化物固態(tài)電池，2014年將其能量密度改進(jìn)達(dá)到400Wh/kg。豐田本來(lái)計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)硫化物固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化，推出10款全固態(tài)電池汽車，但受疫情影響導(dǎo)致有所推延，不過(guò)未來(lái)1-2年內(nèi)應(yīng)該有望看到。

下面再打算說(shuō)一說(shuō)現(xiàn)階段主要企業(yè)在固態(tài)電池的參與布局。

固態(tài)電池領(lǐng)域市場(chǎng)參與者眾多，全球范圍內(nèi)涉及超過(guò)50家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高?？?/p>

研院進(jìn)行“軍備競(jìng)賽”。

歐美車企通過(guò)收購(gòu)、投資在固態(tài)電池領(lǐng)域中高校衍生的初創(chuàng)企業(yè)，比如Solid Power、SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等獲得技術(shù)儲(chǔ)備。

日本固態(tài)電池領(lǐng)域研發(fā)起點(diǎn)早，底蘊(yùn)深厚，部分企業(yè)可依靠自身優(yōu)勢(shì)組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克技術(shù)難關(guān)。同時(shí)，車企橫向聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)、電池和材料企業(yè)等抱團(tuán)參與。在這里，以豐田、松下作為代表。

中國(guó)對(duì)固態(tài)電池研究不及日本、歐美早，因此只能選擇縱向聯(lián)合，高校及研究機(jī)構(gòu)共同開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。其中參與主體包括中科院化學(xué)所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機(jī)構(gòu)，贛鋒鋰業(yè)、寧德時(shí)代等電池企業(yè)。

更有其他領(lǐng)域企業(yè)看好固體電池跨界投資，如以汽車零部件為主的萬(wàn)向集團(tuán)、新能源汽車比亞迪等。

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