作為參考,目前性能最好的液態(tài)三元鋰電池能量密度為255W·h/kg,磷酸鐵鋰更低只有140-160W·h/kg。

其次,固態(tài)電池由于其內(nèi)部不再有液體,而是類似于“果凍”的固體,液態(tài)電池發(fā)生撞擊使電池電解液體滲漏,易燃,高溫,易引發(fā)燃燒或爆炸,固態(tài)電池這里的風險大大降低。

東風汽車、長安汽車、奔馳、豐田、比亞迪、寧德時代、國軒高科、一汽幾乎都公布了大約2027年左右開始實現(xiàn)量產(chǎn)。

但盡管如此,作為電池巨頭寧德時代與比亞迪,數(shù)次表達了固態(tài)電池的難度。比亞迪高管在2024年公開在點評半固態(tài)動力電池,稱其為“玩文字游戲”。在2025年半年報業(yè)績解讀會上,寧德時代高管在談到固態(tài)電池發(fā)展趨勢時表示,固態(tài)電池目前資本的熱度比產(chǎn)業(yè)熱度高,企業(yè)做一個樣品或試驗品用來宣傳可以,但真正商業(yè)化的時間較長。

 

從寧德時代到比亞迪,都不敢過于炒作固態(tài)電池,那么固態(tài)電池到底難在哪?

首先,固態(tài)電池難在材料與制造工藝環(huán)節(jié),半固態(tài)選擇硅碳作為負極材料,而未來的全固態(tài)電池或將使用鋰金屬作為負極材料,固態(tài)電池里面的貴金屬用量是液態(tài)電池的幾倍,價格最低都會是磷酸鐵鋰的十倍左右。有數(shù)據(jù)顯示,鋰金屬負極市場價目前為85-95萬元/噸,約為高端人造石墨負極材料價格的17-19倍。

而固態(tài)電池包含了多個關鍵環(huán)節(jié),如材料粉末制備、干燥、燒結等。且制造難度較大。根據(jù)清陶能源的說法,前段勻漿、涂布、烘烤工藝都要改動,全固態(tài)電池在產(chǎn)線設備上大約要做出70%的調整。

其次,是材料的難度,現(xiàn)在沒有成熟的固態(tài)電池原材料供應商。

其三,越是重大的革命性的創(chuàng)新,越有迭代的規(guī)律。一般要迭代兩到三代才能達到成熟的狀態(tài)。

舉個例子。iPhone的面世,也不是一開始就火爆,而是從iPhone1迭代到了iPhone4之后,才最終完成革命性的體驗突破。

因為到了iPhone4這一代,視網(wǎng)膜屏幕才大大提高了視覺體驗,iPhone4的外形設計感較3GS及之前的機型更強,且更文化中性。此外,iPhone4的處理器速度提高,用戶體驗更加流暢。而iPhone4的iOS生態(tài)也開始走向成熟,開發(fā)環(huán)境逐漸完善,第三方軟件質量和數(shù)量上都大大提高。

回到固態(tài)電池來看,也是類似的道理。從電解液從液態(tài)變成固態(tài)的過程,存在于固態(tài)電解質的離子電導率低、固-固界面穩(wěn)定性差、金屬負極以及鋰枝晶的生長問題。這些技術問題影響了電池的充放電速度、容量保持率和循環(huán)壽命,是實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化的關鍵障礙。固態(tài)電池技術問題的核心為固-固界面的接觸,即消除顆粒之間的縫隙,進而提升循環(huán)壽命+快充性能。核心壁壘在于電池制造,對設備的精度和能力要求大幅提升,對電池制造工藝的要求很高,這需要時間來推動技術的迭代與進步,不斷完善工藝。

加上固態(tài)電池的生產(chǎn)成本又是液態(tài)電池的2.5-3倍,甚至目前還在實驗階段的固態(tài)電池成本是傳統(tǒng)液態(tài)電池的5倍以上。成本高自然售價高,畢竟固態(tài)電池成本就要增加8~10萬元,電池價格比現(xiàn)在買一輛中端車可能還要高。較高的成本也阻礙了固體電池的研發(fā)與商業(yè)化。

其次,固態(tài)電池也會面臨一個充電基礎設施大規(guī)模建設帶來的時間周期的問題,因為固態(tài)電池,要搭配高速快充,可充電十分鐘,續(xù)航幾百至1000公里。

這意味著固態(tài)電池在充電特性上與鋰電池有所不同,固態(tài)電池理論上能承受更高充電電流,可實現(xiàn)更快充電速度,但也面臨發(fā)熱、固 - 固界面阻抗增大等問題。因此,雖然部分鋰電池充電樁能給固態(tài)電池充電,但為了更好地發(fā)揮固態(tài)電池的性能,延長其使用壽命,未來可能會針對固態(tài)電池的特點開發(fā)出更適配的專用充電設備和充電技術。

也就是說,固態(tài)電池研發(fā)出來了,要有配套的充電樁,現(xiàn)有為液態(tài)電池所準備的充電樁很大一部分或是不能被固態(tài)電池所共用的,如果固態(tài)電池推進,需考慮固態(tài)電池的兼容性問題或者對原有充電樁進行改造與建設,這可能會涉及到一個很大的基礎設施建設成本與時間周期問題。

此外,液態(tài)電池作為如今市面上最主流、裝車量最大的電池,其實擁有一個固態(tài)電池不具備的優(yōu)勢就是充放電功率。電動車不論是充電還是加速性能,都需要電池具有很高的功率,也就是現(xiàn)在車企經(jīng)常吹的3C、5C、10C充放電倍率等。

電池的高充放電功率,其實就表現(xiàn)為正負極上的鋰離子在電解質中的移動速度。離子導電率越高說明電池的充放電功率更高。

在離子導電率上,目前固態(tài)電池的電解質離子導電率不到液態(tài)電池的十分之一,這是因為固態(tài)電解質本身的阻抗就很高,不利于鋰離子快速移動,因此,從電池的使用性能來看,固態(tài)電池還需要花時間去提高電池的充放電功率的問題,否則即便它有很高的能量密度,也難以滿足大部分電動車的需求。

國內(nèi)第三大動力電池廠商高級副總裁兼CTO潘芳芳之前曾經(jīng)談過一個觀點:全固態(tài)電池到了量產(chǎn)的時間,液態(tài)電池的安全性也取得了相應的進步,并能夠很好地兼顧性能、技術、成本。一條技術路線大規(guī)模的推廣需要考慮成本和實際。當全固態(tài)電池商業(yè)化成功的時候,其能否跟更成熟的液態(tài)電池相比又要打個問號。

回頭想想,這番話并無道理,從今天來看,液態(tài)電池已在不斷成熟,700~800公里的續(xù)航已經(jīng)在中高端車上逐步普及。截至2025年8月,續(xù)航達800公里的純電動汽車有寶馬iX3 50 xDrive、極氪007后驅智駕版、小米SU7 Pro、智界S7超長續(xù)航版、昊鉑HT、蔚來ET9、比亞迪海獅EV等,這意味著液態(tài)電池相對固態(tài)電池的續(xù)航差正在縮小。

另一個是超充的發(fā)展,也降提升鋰電池補能速度。華為曾經(jīng)表示2024年要布局10萬根超充,還是超快樁,充5分鐘跑200公里,按照1年10萬根的速度,尤其是與中石化、中國電網(wǎng)等合作伙伴的配合,一旦加速推進,對行業(yè)充電設施帶來的改變是直觀的。加上蔚小理等新勢力都在布局超快充電,通過超充,液態(tài)電池也能在20分鐘左右把電充滿,續(xù)航里程與充電速度上來之后,其續(xù)航焦慮也會大大緩解。

因此,固態(tài)電池的發(fā)展,其一是看技術成熟度,其二是看成本,同時也要看市場競爭,當現(xiàn)有的電池已經(jīng)足夠好了,那么固態(tài)電池的研發(fā)的動力也不會太足,尤其是行業(yè)龍頭寧德時代的主業(yè)是電池,但現(xiàn)在在液態(tài)電池上處于壟斷地位,固態(tài)電池出來,搶奪的是液態(tài)電池的蛋糕,是左手打右手,寧德時代很糾結,這多少也壓制了寧德時代在固態(tài)電池上的投入積極性。

而當前鋰電池的進步與產(chǎn)業(yè)成熟度非常高了,可以用更合理的價格買到更好的產(chǎn)品,液態(tài)電池的成熟度越高,發(fā)展的越好,往往也成為固態(tài)電池的競爭阻力。

綜上或是消費者翹首以盼,但固態(tài)電池依然難以突破的原因所在。

本文系作者 王新喜 授權鈦媒體發(fā)表,并經(jīng)鈦媒體編輯,轉載請注明出處、作者和本文鏈接。
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