国外成功研发全固态电池续航接近2000公里中国车企要有危机感

  被称为“压垮燃油车时代的最后一根稻草”，因为固态电池具有当前液态锂电池所没有的多项优势。

  为此，全球多家车企都在加大对固态电池的研发，据海外媒体消息，日产汽车目前已经研发出固态电池，并且于2025年实现量产，同样，德国宝马也宣称将于2025年推出首款全固态电池原型车。

  同样，美国QuantumScape公司（由大众集团、上汽集团、德国马牌等共同出资支持）宣布在固态电池领域取得了突破性进展，续航里程提升约80%，最长续航可达近2000公里，快充时间大幅度缩短，15分钟可充至80%电量。

  此外，在电池使用寿命方面也有了显著提升，循环充电800次后依然能保持80%以上的剩余容量，如果以此来推算，该款固态电池装车后，汽车行驶里程或超100万公里，相比锂电池而言，这是重要的技术革新。

  当前阶段，新能源汽车主要以磷酸铁锂电池和三元锂电池这两种锂离子电池为主要的动力电池，当然也有丰田混动使用镍氢电池，镍氢电池与锂电池各有优缺点。

  对于纯电动车型、插电混动车型来说，对电池使用寿命、充放电性能、容量、体积等方面有较高的要求，而丰田油电混动车型主要以“油”为主，无另外的纯电动车型的要求高，这样的一种情况下镍氢电池成本低、稳定性更好，是一种不错的选择。

  虽然锂电池的综合优势显著，但缺点才是痛点，它需要依靠“液体”电解质进行能量转化，电池正极材料受低温、高温环境影响较大，直接影响充电、放电性能。

  开过新能源汽车的车主都知道，冬季低温天气，跑一趟高速，纯电动汽车的各项性能几乎体现得淋漓尽致，尤其当气温在零下时，纯电动汽车的续航普遍要打6-8折，原本续航600公里的车型，在这种环境下，实际续航可能只有400公里左右。

  此外，动力电池中含有易燃材料，当发生碰撞、挤压后可能会引发危险。未解决续航、寿命、稳定性、成本等这些痛点，多家车企均研发出自己的电池技术。

  比如，比亚迪基于磷酸铁锂电池研发了刀片电池，特斯拉的4680大圆柱电池、宁德时代的麒麟电池、广汽埃安的弹匣电池等等。

  以比亚迪刀片电池为例，首创全球领先的电池包“直冷直热”技术，简单来说，它从电池结构上、电池热管理、电控等多方面全方面提升了刀片电池的整体性能，电池体积单位体积内的包含的能量提升约50%，采用智能温控技术，有效提升了充放电性能，续航显著提升。

  较为突出的优势还在于刀片电池的安全性能，独特的“三明治”式工艺结构，加上正极材料稳定的性能，在针刺、碰撞、挤压等环境下，并没有起火，依然保持较为稳定的性能。

  对于普通三元锂电池来说，虽然电池单位体积内的包含的能量高于磷酸铁锂电池，续航更长，但是短板在于极端环境下电池稳定性偏差，尤其是针刺、激烈碰撞后容易起火，这几年很多车型都偏向于磷酸铁锂电池。

  特斯拉4680电池、宁德时代的麒麟电池，将三元锂电池性能发挥到了“峰值”

  特斯拉最新自主研发的4680大圆柱电池，它在三元锂电池的基础上，从结构、工艺、负极材料等多方面进行了技术升级，电池容量提升约5倍，整车续航提升约16%，充放电速度提升约6倍，15分钟即可快充至80%。

  4680电池的缺点在于体积大，单位体积内的包含的能量提升的同时，对很多材料的要求更苛刻，后期可维修性偏差。

  宁德时代的麒麟电池，依然是基于三元锂电池，但是技术优势很明显，电池系统单位体积内的包含的能量可达255Wh/kg，要知道，特斯拉的4680电池系统单位体积内的包含的能量为244Wh/kg，从实际搭载的车型来看，极氪009宣称续航超过1000公里。

  但是，能够正常的看到，麒麟电池的电池体积更大，重量接近600公斤，更重要的问题是成本很高，从极氪选装套餐里面能够正常的看到，如果选麒麟版车型，价位超过10万，整车售价或超过40万，虽然续航里程已达到了广大车主的期望值，但价位却远远超出大部分家庭的预算，注定只适合极少部分人群。

  从目前来看，无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池，综合性能在各种技术的加持下，已经发挥到了“极限”，在技术上越来越难有新的突破，这时候，很多车企都把目光投向了固态电池。

  固态电池在单位体积内的包含的能量、充放电性能、稳定性、循环寿命、安全性、环保等方面都超过了传统锂电池，换句话来说，目前新能源汽车身上的很多痛点，固态电池都可以有效规避。这也是怎么回事QuantumScape公司研发的固态电池续航能接近2000公里的原因之一。

  首先，固态电池安全性好，固态电池相较于传统锂电池，最大的创新技术在于采用固态电解质，取代了锂离子电池的电解液和隔膜，从材料属性来说，固态电池整体性能更稳定，不需要额外的冷却装置，某些特定的程度上消除了“热失控”现象，安全性能得到非常明显提升。

  其次，单位体积内的包含的能量高，固态电池的单位体积内的包含的能量几乎是目前三元锂电池单位体积内的包含的能量的两倍之多，意味着续航里程也将翻倍。宁德时代研发的麒麟电池单位体积内的包含的能量在255Wh/kg左右，这已经很难得，有业内人士认为锂电池的单位体积内的包含的能量很难突破了。

  而固态电池的单位体积内的包含的能量，当前阶段普遍能达到300Wh/kg-400Wh/kg，再加上技术不停地改进革新，未来空间还很大。

  此外，固态电池在充放电过程中不会产生“锂枝晶现象”，极大的提升了电池的循环使用次数，据不完全数据，固态电池的循环充电次数超过10000次，而目前主流的锂电池普遍在3000次以内，二者差距很明显。

  当然了，任何事物都有双面性，虽说固态电池的优势很明显，但缺点也很突出，由于采用固态电解质和电极后，界面阻抗较大，电导率偏低，更重要的是制造成本较高。

  当前锂电池每度电的综合成本大概在700-1300元，而目前全固态电池的成本被认为是锂电池的4倍之多，相当于一度电的成本在3000元以上，这也是固态电池面临的大难题，因此很多企业将目光转向半固态电池。

  同样是固态电池，大致上可以分为三种技术路线，受到各方面因素的影响，欧美以聚合物为主导，丰田、LG、松下、宁德时代等企业主要以硫化物为主导，而北京卫蓝、宁波锋锂等国内企业则选择氧化物路线。

  丰田、大众、蔚来、比亚迪、赛力斯、深蓝等车企都对固态电池有规划或研发投入，不过，目前阶段全固态电池在全世界内均没有实现量产，仍然处于研发、试制品阶段，国内一些车企则是以半固态电池作为新动力电池的过渡方案。

  一些国内车企也宣布将在2023年至2025年推出多款搭载“固态电池”的车型，但是，半固态与全固态电池之间还是有本质的区别，两者之间真实差距很大。

  半固态电池仍含有大约10%左右的电解液，属于固态与液态混合的电解质范畴，而全固态电池则完全不含电解液，在单位体积内的包含的能量、稳定性、循环寿命等方面与全固态电池存在很明显的差距。

  相比而言，美国QuantumScape公司、日产汽车、宝马集团等多家国外企业则是以全固态电池为主。日产汽车欧洲高级副总裁大卫·莫斯表示，其固态电池相比传统锂电池，成本降低约50%，电池单位体积内的包含的能量提升约1倍，充电速度将提升约3倍。

  据了解，日产汽车将计划2025年开始试生产全固态电池，预计2028年正式推出以固态电池为驱动的新能源车型，而国内车企对于全固态电池的进展似乎还没有“好消息”。

  总之，从新能源汽车行业趋势来看，固态电池确实是未来发展的重要方向之一，潜力很大，我们既要看到海外企业在固态电池方面取得的成绩，也要看到技术的革新与实际运用、商业化之间都会受到多方面因素的影响，仍面临诸多挑战。

  这几年，日系车在新能源领域似乎“掉队”了，面对固态电池带来的机遇，日系车企自然不会错过。假如日产汽车全固态电池开始量产，而国内车企仍然将重心放在半固态电池领域，很可能意味着国内新能源车企又要被日系新能源“甩在后面”。

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