电动车能跑2000公里？干掉燃油车的是它

　　　　又到了电动车“自燃季”？据不完全统计，仅4-5月全国各地已经被曝光的电动车自燃起火事件高达8起，这再次考验了人们对电动车安全性的信任感。而对于电动车安全性的质疑，归根结底是对动力电池的质疑。面对储能较少、自燃风险、充电缓慢、回收困难这几大硬伤，一款颠覆性的电池产品才是人们真正所需。　　什么是颠覆性？不是每年“挤牙膏”般地让技术进步一点点，而是要让电动车与燃油车之间的便利性差距缩小至零。那这种颠覆性是指日前关注度极高的蜂巢能源“无钴”电池吗？是以特斯拉为代表的“高镍低钴”三元锂电池吗？亦或是以比亚迪为代表的磷酸铁锂“刀片”电池？答案：都不是。今日我们就来揭秘动力电池江湖的隐藏“boss”。

　　进入到2020年，大家对动力电池的关注度甚至超出了电动车本身。宁德时代的CTP技术、比亚迪的刀片技术，以及半路杀出来一个拦路虎——蜂巢能源的“无钴”电池　　“镍锰酸锂电池本质是由镍取代尖晶石锰酸锂中的部分锰，与锰酸锂有同样的晶体结构，早在20年前就有人研究。”一位业内研究人员对此表示。无论是蜂巢能源的镍锰酸锂电池，还是比亚迪的磷酸铁锂电池，它们虽在能量密度上有所提升，但在材料上没有根本性改变，只是结构上有较大突破。这些技术进步是获得行业内高度认可的，但作为一款产品，对于消费者而言还不足以让人“惊艳”。

■固态电池才是你要的“惊艳”之选　　根据“中国制造2025”规划，至2020年锂电池能量密度要达到300Wh/kg，2025年为400Wh/kg，2030年为500Wh/kg。目前来看，无论是市场上的哪种电池，依靠现有材料技术都难以实现电池单体能量密度高于350Wh/kg的目标。即使是特斯拉的21700三元锂电池，能量密度也仅在300Wh/kg左右。

　　2019诺贝尔化学奖得主Goodenough老爷子曾表述，“你需要的是一步跨越，而不是一个增量。”在他眼里，那个跨越就是“固态电池”。何为固态电池？一位清华大学研究生曾经用红豆糕非常形象地回答了这个问题。　　“我喜欢吃红豆糕，一开始的时候只是觉得好吃，突然有一天，我意识到原来红豆糕是将两个固体完美粘合在一起。当时每天在做固态电池研究的我，心心念念想做这样一个紧密接触的界面，没想到最好的例子却摆在饭桌上。”他说。

　　在传统锂离子电池中，隔膜和电解液加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量，而固态电解质代替电解液后，正负极之间的距离则缩小至几个微米。电池的外在形态也从圆圆胖胖的样子变得更加瘦扁，如同红豆糕一样。　　条条大路通罗马，但有的人生来就在罗马。即使是半固态电池，能量密度也可达350Wh/kg以上，完全“吊打”目前的锂离子电池。随着液态电解质含量逐步下降，全固态电池的能量密度可达500Wh/kg以上。这意味着目前市面上600公里的锂离子电池包，如果换为全固态电池，续航将达到2000km以上，所谓的电动车里程焦虑也将不复存在。

　　“固态电池将成为三元电池的颠覆者。”国家工信部培训中心汽车专家张翔曾如此论断，他认为固态电池将成为电动汽车取代传统燃油汽车的利器。　　全固态电池不仅在能量密度上做到出众，还具有不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题等特性，安全性更有保证，即使在高温情况下也不会着火。此外，在回收方面，全固态电池仅用“干法”回收即可。也就是通过破碎法将电池内部的有效成分提取出来，这也解决了当下动力电池回收难、易产生废液的问题。■众企业已悄然进入“军备竞赛”阶段　　说了那么多固态电池的闪亮之处，想必你一定在想，这么好的“神仙”产品，倒是快点量产啊！实际上，为完成未来动力电池产业发展规划目标，固态电池已悄然进入“军备竞赛”阶段，其中海外企业以丰田最为出众。如果不是因为疫情，原本在2020年东京奥运会上，丰田将亮相旗下的固态电池电动汽车，但真正量产或许要等到2025年。

『丰田固态电池基于e-Palette概念平台进行研发』　　为什么日本的固态电池可以在这个夏天“早熟”？在电动化浪潮开启之初，各大汽车制造商纷纷推出纯电动汽车，但丰田在这方面的表现并不积极，原因就是在等待自家固态电池的成熟。丰田官方发言人Kayo Doi表示，丰田希望能在二十一世纪20年代初期将全固态电池商业化，以此来弥补丰田与日产、特斯拉等电动车先导企业之间的差距。　　这并不是一句空想。事实上，丰田早在2008年就举全集团之力研究全固态电池。在取得成果方面，丰田在该领域专利数量占据全球固态电池专利数量的13%，是全球拥有固态电池专利数量最多的企业。开句玩笑话，丰田免费开放了5680项汽车氢燃料电池专利使用权，此后又免费开放了23740项混合动力车的相关技术专利，那么“大方”的丰田怎么不开放固态电池专利呢？这就很耐人寻味了。

　　另一个有意思的案例，戴森日前展示了其已经放弃的代号为“N526”的电动车。之前因造车成本太高，戴森果断停止了造车项目。值得一提的是，虽然戴森放弃了制造电动车，但却投入25亿英镑万向A1232018年与宝马合作研发固态电池；2019年在英国建立固态电池研发中心；2020年为Karma电动汽车提供固态电池解决方案。2022年-2024年资料来源：公开资料整理；制表：汽车之家行业组■动力电池江湖将被颠覆　　任何一个美好事物在诞生前，都要经历一番血与火的淬炼，通往固态电池之路同样并非一帆风顺。　　关于实验室研究和产业化的差异，中科院院士南策文有个经典的论述：“做研究追求1%的可能性、可行性，可以通过不断试错创新；产业界追求的是99%甚至100%的可靠性和一致性，各个方面都要考虑周到，要把1%变成99%甚至100%，中间需要一个转化的桥梁和过程，需要逐渐完善，直至完全可控。”业内专家预测，在2025年前后，半固态电池可以实现大规模量产，2030年前后可实现全固态电池的商业化应用。

　　在固态电池还未真正量产之际，眼下主流的三元电池、磷酸铁锂电池，乃至新晋的镍锰酸电池，都会在近5-10年内占据主导地位，但固态电池一旦量产，整个动力电池江湖将会翻天覆地。　　首先，一旦全固态电池量产，锂离子电池所诟病的安全和续航问题将不再是障碍，这将真正拉开电动车替代燃油车的大幕。　　其次，全固态电池的上游正负极材料、固态电解质、设备和制造等环节业将会发生变化。这不但会给新玩家机会，也会重重的捶打原有的玩家。　　最后，电池要达到商业化需要在规模和成本方面都能达到完美的平衡点，使用的材料不能是高成本且稀有的，并且要有实现大规模应用的可能。不过，根据辉能科技的估算，在量产规模达到20GWh之时，全固态电池组的成本将降至三元锂电池的98%，并形成替代作用。

编辑有话说：　　科技进步的力量是无穷的，当电池技术解决了电动车的续航不足、充电缓慢等硬伤，电动车便可自然而然取代燃油车。目前，离我们最近的新电池技术应该就是眼下最热门的“无钴”电池，但真正意义上的更深层次的技术革新，可能还要属全固态电池。全固态电池将在接下来的几年内拨开云雾见月明，我们也更期待中国汽车品牌给我们带来惊喜。

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标签：丰田比亚迪宝马宾利特斯拉

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