正准备“杀死”传统燃油车的固态电池
截至目前，全国新能源汽车保有量达891万辆，增速逼近20%。新能源车已是毫无疑义的大势所趋，但自燃事故频发、充电1小时排队4小时、续航坑爹等问题的发生，总是让新能源车在自我打脸。
到底什么时候才能让人毫无顾虑地买一台新能源车？这可能得看固态电池何时上市应用。
相较于目前主流的锂电池，固态电池续航里程更远、更安全、使用寿命更长，因而被许多人视为动力电池的天花板。
有不少声音就指出"一旦固态电池得以普及，就是传统燃油车淘汰之时”，但固态电池真有这么神吗？
固态电池与目前主流的车载锂电池不同之处在于，前者使用固体材料作为电解质，封存简易，化学结构稳定，热分解温度最高超过500℃，能减少锂离子电池起火风险。
同时，由于固态电池能量密度更高，使得续航能力更强，同时还能缩短充电时间，降低车辆成本。
相反，后者在反复充电时会导致锂离子反复沉积和析出，在负极表面产生锂枝晶，不断缩短电池寿命，严重时甚至穿透隔膜，引发漏液和短路，最终导致车辆自燃。
锂枝晶
在低温环境下，液态锂电池的电解液还会变得黏稠，使得锂离子迁移速率变慢，导致电池活性降低，这就解释了目前的新能源车为何出现如此“坑爹”的现象。
固态电池有多优秀，全靠液态锂电池这个同行衬托。当下，大众、宝马、丰田、日产等车企，以及宁德时代也在全力建立固态电池的技术壁垒。
而在中国这片新能源车的热土，半固态电池已开始逐渐走向汽车的商用化。犹记得一年前，蔚来发布搭载半固态电池的ET7，能量密度达到360kWh/kg，并且宣称一次充电后续航里程就能达到1000公里以上。
蔚来ET7
即使蔚来ET7上的这块电池并不是真正意义上的固态电池，但却还是令固态电池一夜爆红，锂电池概念股票却几乎全线暴跌。
与疯狂的投资热潮形成落差的是，世界上并没有任何一块全固态电池在汽车上量产应用。它还是实验室产物，车企对于固态电池的发展，也只是处在画饼阶段。
在2021年4月时，宁德时代董事长曾毓群就公开表示，“3-5年内能做到车里的，都不是全固态电池”。
早在2011年，丰田就扬言将在2015年到2020年推出固态电池，但至今依然未见踪影，最后又改口到2025年前，才能实现小规模的量产；宝马大致相当，2025年前推出应用固态电池的原型车。
为什么固态电池能把全球第一的车企丰田都难倒？主要是它在材料、制备、成本等方面，都存在着诸多高难度瓶颈。
首先是材料，固态电池的电解质一般分为氧化物、硫化物、聚合物三种，代表三种不同的技术路线，在电导率、能量密度、成本、安全性能方面各有千秋。
该选择哪种材料，目前还没有统一答案，更没有成熟的材料体系。
再者是制备工艺复杂。一是固态电解质中离子扩散速度仅为电解液的十分之一，如果提高能量密度，则要将固态颗粒纳米化，这就形成了工艺制备的难题。二是，固态电池的体系和界面有别于液态锂电池，架构和系统都需要重新设计。
最后是制造成本太高。根据较早前的公开信息显示，全固态电池的制造成本达到 1.5万美元/千瓦时（约97万人民币），而目前普通液态锂电池成本不过200-300美元/千瓦时，论成本，这两者还很难同台竞争。
但不管瓶颈再多，集众多优点于一身的固态电池已成为动力电池行业一个重要分水岭。谁能抢先一步落地，谁就能技术制高点。
作为固态电池这场“军事备赛”上，日本算得上是先锋派。除了丰田外，日产也在积极推进固态电池的落地，且计划在2024年试点生产，2028年推出搭载固态电池的首款车型。
不同于丰田目前只公布了一些零星半点消息，日产最近针对固态电池低调举办了一场发布会，直接剧透了不少技术突破的消息。
一是材料的使用。比如采用纤维状粘合剂取代传统粘合剂，使得正极活性物锂离子的移动不设障碍，进而降低电芯阻抗。
正如前文所言，固态电池材料体系尚未成熟，这意味着研发验证过程漫长且复杂。日产利用大数据和人工智能验证材料，提高材料的选择效率，研发时间从传统的5-20年减少至2-3年。
比如防止性能衰减的正极涂层材料、抑制锂枝晶形成的材料等。
二是生产制作工艺，日本通过正极活性物与固态电解质的均匀、高密度混合，结合纤维状粘合剂，进一步降低电池阻抗。他们还发明了一种设计，使得电解质和电极层重复扩张和收缩而不分离。
三是到2028年有望将电池组的成本降至75美元/千瓦时，充电时间缩短至的三分之一，在25℃下能在15分钟时间内从15%充电到80%。
简单来说，电池阻抗低，充电效率高，成本低。这短短十几个字却是车企未来几年甚至十几年不断探索固态电池发展的终极目标，也是在新能源时代立足的根基。
在全球实现碳中和这场新能源革命中，电池就像核心武器，决定着续航里程，决定着电动车使用的方便程度、安全性，决定是否能真正“革掉”燃油车的命。
而这当中，拥有更高安全性、更高能量密度、更长寿命的固态电池更是极为美好的理想形态。
据工信部公布的《中国制造2025》中对电池技术的指导意见显示，到2025年、2030年两个时间节点，动力电池单体能量密度需达到400Wh/kg、500 Wh/kg。
但从目前行业现状来看，液态锂电池的主流水平为160wh/kg，特斯拉4680电池的300kWh/kg已是行业天花板。反之，固态电池则是分分钟能达到400Wh/kg能量密度。
因此，我们也不难理解为什么全球各家大型车企都在自研或者投资固态电池，毕竟谁也不愿意在不久的将来被卡脖子。
随着技术的进步，未来的固态电池将按照“液态—半固态—准固态—全固态”的技术演化路径，液态电解质含量逐步下降，全固态电池很可能成为最终形态。
但不管是哪种电池，最关键的是要在能量、安全和成本三大方面取得趋于完美的平衡。如果其他技术路线在与固态电池的推进过程中，能更快取得三方面的平衡，也同样可以站在C位。
正如几年前的磷酸铁锂因为能量密度低被抛弃，正当大家都认定三元锂电池是主角时，比亚迪却鼓捣出了刀片电池，再次让磷酸铁锂电池回到主流视线。
比亚迪3月新能源车销量
所以说，杀死燃油车不一定是固态电池，但一定是适合市场发展，兼具低成本与高能量的电池。
蔚来，朝着固态电池进发？｜车创观察
为什么是固态电池？
首先，先简单说一下什么是固态电池。
根据目前的相关资料，可以根据固态电池里电解质中液体的成分占比而进行分类。因此，固态电池可分为分为半固态锂电池（液固各占一半）、准固态锂电池（固多液少）、固态锂电池（少量液态）、全固态锂电池。
而全固态电池也就是正极、负极和电解质均为固态的锂电池。
相对于应用更广泛的锂离子电池，固态电池有相对的一些优势：
01
更稳定，更安全
固态电池没有液态物质，意味着其不会漏液。当损坏、被穿刺时不会产生爆炸或着火。此外，虽然固态陶瓷氧化物电解质相对来说比较脆弱，但并不代表它就是不稳定。
其电解质具备一定的柔性，配合相应的封装材料，电池在经受上千次也可保证性能不会衰减，保证了稳定性。
目前新能源 汽车 频发电池自燃或者爆炸的现象，车企和消费者对于电池安全都十分重视。因此，相对高安全性成为固态电池的最大优势。
02
体积更小，整体重量减轻
在固态电池中，固态电解质取代了隔膜和电解质（占电池中近40%的体积和25%的质量），意味着正负极之间仅剩固态电解质，因此两极间的距离可缩短至十几微米，从而使电池厚度大大降低。
03
更高的能量密度
这也是为什么现在越来越多车企研发固态电池的重要原因之一。
业界认为，固态电池的密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流与提升电池容量，使能量密度能提升到 400Wh/kg 以上，优于一般的锂电池，有效解决里程焦虑的问题。
回到文章开头，为什么蔚来会选择固态电池，除了上文提及固态电池天生的优势以外，蔚来本身在电池使用方面，风格一向是偏向“大胆进攻”。
蔚来ES6是国内车企里第一波装配宁德时代NCM811电池的车型，其系统能量密度达170wh/kg。很大一部分原因，ES6要搭载NCM811就是看中了其更更高的能量密度。
宁德时代的NCM811动力电池的电芯能量密度为240Wh/Kg，Pack能量密度达到了170Wh/Kg，工况续航里程达到510km。从数据上来看，是算非常不错的。因此，除了蔚来，据悉广汽新能源Aion S与吉利几何A也是搭载宁德时代的NCM811动力电池。
无可否认，NCM811都是目前国内大多数电池企业所走的方向。但并不意味着NCM811电池能够担得起电动 汽车 的未来。
目前，中日韩在锂离子电池的技术发展路线来看，日本企业主要大力发展NCA(镍钴铝)体系锂电池，而中国与韩国更大力发展NCM（镍钴锰）体系锂电池。
从数据上来看，NCA电池的克容量相比于NCM811要稍高，安全性能相对更好。但NCA容易在高温下发生崩塌导致热失控，且pH 值过高易使单体胀气，进而可能引发危险。因此，其对制作工艺水准要求高且实际生产成本较NCM811更高。
这也是为什么国内企业会更偏爱NCM811，技术要求没有更苛刻，成本也相对较低。但是，这样的反面就是NCM811承载着更多关于安全的不确定性。
在NCM811电芯中，镍的比例已经达到非常高值，NCM811电池中正极材料的镍钴锰比例为8:1:1，镍的比例越高，意味着电池能量密度越高。
但是随着电池使用期的增长，快充次数增加，在遇到过充过放、高温、外力冲击等情况时，即便是电池内部温度还处于设定安全状态，电芯正负极析氧或析锂发生电化学反应等导致热失控的风险都会很高，电池安全性会急速下降。
据了解，NCM811由于镍的比例过高，在生产中很容易出现安全性能下降、循环不稳定、充电效率下降、过热等问题。而且生产这种电池在制备工艺、设备、生产环境，以及配套高压电解液等方面的要求都远远高于普通三元电池。因此，目前国内只有别克电池和宁德时代对NCM811进行量产化。
韩国电池巨头企业中，比如SKI、LG化学、三星SDI均表示过计划推出NCM811电池，但目前来看都推迟了这个计划。虽然他们都没有透露具体原因是什么，但从计划的进度可以看出如果要大面积推出这种高能量密度的电池并不是一件简单的事情。
因此，大家都普遍认为蔚来在电池使用方面的打法是大胆进攻。
为什么目前的动力电池数据看着还行，蔚来还要转方向研究固态电池？
之前关于电池自燃、爆炸等话题一直占据热搜的事情，笔者就不多讨论。但无可厚非的是，蔚来，甚至说全球车企都在不断寻找更高能量密度同时需要更高安全性的动力电池。
而蔚来，就选择与辉能 科技 共同合作研发固态锂离子电池。
2019年初，辉能 科技 首度在美国2019CES消费电子展上公开展示颠覆性的BiPolar+固态电池包方案，新一代电池包仅由四颗电池芯构成，自带散热系统的电芯。辉能 科技 研发的BiPolar+(双极电池)方案可以简化电池包内的线材、冷却系统，从而缩小电池包的体积。
也就是说，在相同的体积下，其电池的容量越大，能量密度越高，电动 汽车 的续航里程越高。另外有行业人士指出，也许辉能 科技 的固态电池技术方案可以有效解决电池短路的问题。
目前，辉能 科技 在固态电池领域掌握两大核心技术：一、LCB固态锂陶瓷电池采用独创固态氧化物电解质，具有高安全性、高能量密度、快充能力佳、高散热能力；二、MAB多轴向双极电池包以创新封装技术，针对固态电池优势所打造的电池包，可同时于电池芯内部串/并联、降低内阻值与产热、可简化冷却/机构材/BMS、成组效率相较传统液态电池包可提升29％～56.5％。
纵观现在新能源 汽车 市场，还是液态锂离子电池的天下。只是，对于续航里程以及安全性能的要求越来越高，再加上需要不断降低成本需求，动力电池行业肯定会发生一定的变化。
国科学院物理研究所研究员李泓表示，发展固态电池不会完全颠覆现有的产业格局，但是很大可能在细分领域产生新的龙头企业。
福特 汽车 储能策略与研究高级经理泰德·米勒（Ted Miller）谈到关于电动 汽车 里程问题，他认为除了固态技术，没有更多好的技术去解决长续航里程的问题。但是，谁会把固态电池技术商业化，他也无从得知。
固态电池是目前“新一代”的电池技术，除了电池企业着重布局以外，最重要的是车企也早已把固态电池纳入其新能源 汽车 发展的重要一环。
· 宝马集团于2017年牵手Soild Power开发固态电池，同时与国内的宁德时代展开合作，布局电气化车型。
· 2018年，大众集团向QuantumScape注资一亿美元用于开发固态电池，大众表示，计划与QuantumScape组建合资公司，让生产固态电池的技术达到产业标准，以便在2025年建成一条固态电池生产线。
·丰田也是较早着手研发固态电池的车企之一。丰田 汽车 董事、副社长寺师茂树目前表示，计划在明年东京奥运会期间向公众展示旗下固态电池电动 汽车 ，比原计划提前2年。丰田方面也表示，希望利用东京奥运会的契机让固态电池大规模商用推广。
· 比亚迪在2017年申请了一项固态锂电池正极复合材料专利，目前正推动固态电池迈向商业化。
· 现代集团已投资Ionic Materials用于固态电池研发。
· 本田在固态电池领域与松下联手，同时该品牌与宁德时代展开了合作。另外，本田与通用“官宣”共研“下一代”电池技术，除了燃料电池外，尚未透露更多细节。
*摘取相关新闻信息
可以看出，固态电池的技术发展还存在着很大的空间，这一块人人都想要拿下的大饼，现在还没有人可以拿下。
但是要拿下，又谈何容易？
据中国科学院物理研究所副研究员吴凡介绍，目前全球布局固态电池的公司和机构不完全统计有46家，国内外企业和资金主要围绕三个路径进行布局，分别是：聚合物电解质和无机电解质的氧化物、硫化物。
纵览全球固态电池企业，无论是初创公司还是行业巨头，暂未出现技术流动或融合的态势。欧美企业偏好氧化物与聚合物体系，而日韩企业则更多致力于解决硫化物体系的产业化难题，其中以丰田、三星等巨头为代表。
作为高性能体系的新型锂电池，固态电池在产业化方面仍然面临诸多挑战：
技术是其一。
固体电解质本身导电率较低，并且电化学不稳定性以及和电极的不兼容性导致电解质与电极界面阻抗较大。如何解决复合电极内、电极/固态电解质间的界面问题，是目前固态电池行业都需要去解决的问题。
上海 科技 大学助理教授刘巍与斯坦福大学教授崔屹等人于Cell Press旗下期刊《化学》发表了关于固态锂电池的相关文章。刘巍表示，目前较高的界面电阻问题是制约全固态锂电池商业化的主要原因。
此外，还有复合电极的固化工艺技术以及电极/固态电解质间的集成工艺技术，以及生产装备等都处于摸索升级的初级阶段，这些对于电池研发者和生产者来说都是极具挑战性的。
产业链环节是其二。
虽然固态电池上游相关材料发展很快，但它在其他电池部件上的选择与传统锂电也有一定差异，目前来看，国内产业链上的企业仍存在性能和技术的短板，尤其是固态电解质材料的制作工艺，距离高性能电池系统要求还有很长一段距离。
金属锂是固态电池负极的重要原材料，目前金属锂均价维持在60-70万元/吨之间，且不从技术角度去谈论，材料价格长期处于波动的状况会阻碍固态电池产业化的速度。
多国竞争，动力电池多路线发展带来不同的挑战是其三。
除了国内企业，上文提及的欧美队、日韩队目前在固态电池上的研究付出不比中国少。加上深厚的电池技术经验，会给中国的企业是带来一定的威胁感。
另外，还有燃料电池的来袭。
目前，除了早已涉燃料电池领域研究的宝马、丰田、本田、通用等车企外，现代集团开始发力布局氢燃料电池，奥迪也宣布重启燃料电池技术研发。
可见，车企并不是只把所有押注在固态电池一条路线上。
中国科学院院士、中国电动 汽车 百人会执行副理事长欧阳明高表示，从全球发展态势来看，固态电池的产业链仍然薄弱，从半固态电池走向全固态电池还有很长一段路，全固态电池大规模商业化估计在2025-2030年(以后)才会真正实现。
无论是蔚来这样的车企，还是松下、宁德时代的电池公司，亦或整个动力电池产业，想要把固态电池商业化，可谓任重而道远。
比亚迪海豚是固态动力电池吗
是。比亚迪海豚是固态动力电池，并且可以更换电池。比亚迪海豚，是海洋车系的首款车型，使用比亚迪全新LOGO的首款车型，基于比亚迪e平台3.0打造的首款车型。
固态电池国内哪家公司最先提出
比亚迪。
2016年，比亚迪确定固态电池为未来发展方向的基调，尝试小规模使用，将在未来10年，最快5年内推出固态电池，2017年，比亚迪申请一种全固态锂离子电池正极复合材料及一种全固态锂离子电池的发明专利。
固态电池是一种新兴技术，正极和负极以及它们之间的电解质都是金属、合金或一些其他合成材料的固体片。
比亚迪钠电池研发吗
比亚迪全固态锂电池在重庆生产即将装车试验，该项目由中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高牵头，另有三位院士顾问一同参与研发工作，使用硅基材料作为固态电池负极，能量密度预计能达到400Wh/kg，相比刀片电池的能量密度（180Wh/kg）提升了2倍之多。
针对上述消息，比亚迪今日在接受21世纪经济报道记者采访时予以否认——“近期对固态电池、钠离子电池的传言，经向公司确认后，均为不实信息。”
值得注意的是，尽管比亚迪否认了上述有关钠离子电池的传言，但在市场需求急速扩大以及政策春风的助推下，广泛分布且低成本的钠重新站上风口已是不争的事实。其实钠离子电池并非新鲜事物，钠离子电池和锂离子电池研究均起始于20世纪70年代，其最早的研究方向集中在用于储能领域的钠硫电池。
2021年以来，新能源汽车销量大涨，锂盐需求超预期，锂离子电池主要原材料碳酸锂价格随之暴涨。据上海钢联今日发布的数据，电池级碳酸锂现货均价报59万元/吨，去年1月初该原材料的报价为6.2万-6.7万元/吨左右。
动力电池价格的持续走高导致新能源汽车、储能生产成本飙升，在此背景下，作为替代方案的钠离子电池开始走向台前。根据行业研究机构EVTank《中国钠离子电池行业发展白皮书(2022年)》测算，钠离子电池2026年的市场空间可达到369.5GWh，理论市场规模或将达到1500亿元。
相比锂离子电池，钠离子电池材料成本端更具优势。据国内第一家钠离子电池创业企业中科海钠披露，从资源储量上看，锂元素地壳丰度为0.0065%，且75%分布在美洲，相比之下钠元素的地壳丰度为2.75%，且全球到处都有分布；从成本上看，钠资源价格(2元/kg)与锂资源价格(150元/kg)有明显差距，综合电解液、正负极材料、隔膜等多项成本，钠离子电池材料成本要比锂离子电池降低30%-40%。
不过，高工锂电董事长张小飞日前公开表示，钠电池相较于锂电池尚不具备明显的成本优势，钠离子电池的成本比磷酸铁锂电池贵0.1元—0.2元/Wh，且能量密度越高，成本增加越多，而低成本钠离子电池，其性能过低。
“钠离子电池技术早就存在，但一直未能获得大范围推广，原因在于其能量密度不高、循环寿命低、有技术难点未能解决等，因此发展速度远不及锂电池发展水平，是否能顺利大规模商业应用具有不确定性。”有业内人士对21世纪经济报道记者表示。
但这并未阻挡众多
