文/土木
如果一款纯电车的电池能做到能量密度400Wh/kg以上、绝对不会自燃自爆、2000次甚至上万次的完整循环寿命、高速快充(5分钟之内将电量从0充到100%)、可直接打碎分类环保回收。你还会不会唱衰纯电车?
以上所展示出的种种特性,固态锂离子电池就能做到,它就是为纯电汽车量身打造,一旦量产装机,必然是席卷市场。但为什么市面上最先进的量产车型搭载的也不过是半固态电池,车企为何不尽早量产固态电池抢占市场?
成本昂贵
目前的固态电池不仅生产环境要求极端严苛,生产过程极端繁琐复杂,而最终的良品率也是极低。更关键的是很大程度上要投入巨资来完全重建生产线,其结果就是没有任何一家企业愿意量产,因为已投资付出的沉没成本太高了。需要回本、盈利、满足现有的市场需求、提高市占率、有了良性循环后,才会去想如何提高固态锂电池的商业化优势。
电池行业是个重资产的行业。对于现阶段的电池企业来说,三元锂或磷酸铁锂的生产规模越大就可以越压低造价,从而提高产品竞争力、获得更多的订单,获得更多规模利润。而全固态锂电池还不成熟,要投巨资重新建全部生产线,良品率极低,造价太高,难于被大众购买力接受因而无法形成规模化生产,造得越多越赔钱。
目前不同技术路线在生产方面遇到的挑战也不少,比如丰田目前的技术路线,生产过程中会产生大量的剧毒物质,目前还在改进中。目前固态锂电还需要大量的投资和基础科学的发展和大量的测试才会有产业化的突破,未来如果从实现路径来说,可能会有一些以固态锂电为特色的企业在2025年前先出半固态版本试生产,2030年后才会相对成熟一些。
还有后顾之忧
1、按照现在的规划,固态电池的量产在2025年之前主要是技术问题,2025-2030主要是制造与成本的问题。考虑到生产线投入、改造、车企搭载调整,如果有比较大的需求,最早应该也回到2030年。
2、固态锂电和其他储能形式一样,都是为了弥补当前锂离子电池不足而出现的,如果高镍高能三元锂电池能够解决目前大家担心的安全问题,同时由于大量的生产设施带来的低成本壁垒,那么反过来也会制约固态电池发展。
3、对于未来的电动汽车来说,超长续航是否还有必要。因为如果快充技术得到突破,同时基础设施的发展迅速,那么超长续航就没有意义。三元锂 磷酸铁锂就可以覆盖绝大多数需求。固态电池的优势就没有了。
发展现状
目前固态电池技术成熟度较高、技术沉淀较深的当属法国的Bolloré、美国Sakti3和日本丰田。这三家也分别是以聚合物、氧化物和硫化物三大固态电解质的典型技术开发方向。但是以目前的技术水平,没有一家公司能够具体说明何时将用于汽车的全固态电池商业化。
面对现阶段固态电池的种种问题,也可以采取折中处理,这就是半固态电池。目前国内就有两家公司即将推出成品,一个是国轩高科,一个是卫蓝新能源。前者的产品可能搭载在在高合HiphiZ车型上,后者会用在150kwh的可换电的电池上,ET7的1000km续航就是依靠这个150kwh电池做到的。
写在最后:
固态电池目前表现出的效果虽然极为惊艳,但碍于高昂的成本,要说量产还为时尚早。且目前磷酸铁锂和三元锂为代表的锂离子电池依然是电动汽车主要电池技术路线,其他电池类型都是为了弥补它们的不足。所以固态电池的未来就看前辈们能不能再进一步,如果不能那么固态电池必然崛起。