全固態(tài)電池到底什么時候會來?有車企說明年量產(chǎn),還給出了倒計時,有人說是三年就能量產(chǎn),有人說還要四五年,但是我們的預(yù)測可能都太樂觀了。在第四屆未來汽車先行者大會上,中國工程院院士金涌給出的時間表是:預(yù)計還需十年甚至更久。
先介紹一下金院士,金涌是國際公認(rèn)流態(tài)化、反應(yīng)工程領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物、循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域相關(guān)學(xué)科發(fā)展與實踐推動的領(lǐng)軍人物。
不是說明年量產(chǎn)嗎?為什么金院士卻預(yù)測還要10年?吹得神乎其神的全固態(tài),為啥落地這么難?
其實核心問題,卡在一個繞不開的技術(shù)死穴上——固-固界面接觸難題。
簡單跟大家說白話:傳統(tǒng)電池是“固體電極+液體電解質(zhì)”,液體流動性強(qiáng),能完美包裹電極,鋰離子跑起來順暢無阻。但全固態(tài)電池,電極和電解質(zhì)全都是固體,兩塊硬邦邦的材料貼在一起,只能做到局部點(diǎn)接觸,縫隙特別多。
接觸面不好,電阻就會變大,電池性能、續(xù)航、壽命全都跟著受影響。
目前全球主流路線里,豐田主攻的硫化物固態(tài)電解質(zhì),想要解決接觸問題,就得施加幾百個大氣壓的高壓環(huán)境,而且生產(chǎn)過程絕對不能接觸水和空氣。苛刻的工藝,直接把成本拉高到傳統(tǒng)液態(tài)電池的3-5倍,別說家用車普及,光是量產(chǎn)門檻就高得離譜。
當(dāng)然咱們國內(nèi)科研團(tuán)隊也拿出了不少亮眼成果,水合氧氯鋯鋰、鑭系鹵化物等新路線,解決了高壓、穩(wěn)定性等部分問題,實驗室數(shù)據(jù)很漂亮。但要知道,實驗室成功≠量產(chǎn)落地,從樣品到流水線裝車,還要經(jīng)過漫長的工程驗證、穩(wěn)定性測試、成本優(yōu)化。
除此之外還有現(xiàn)實難題:電池核心原料鋰、鎳大多依賴進(jìn)口,配套的電池回收體系也尚未成熟。多重問題疊加,全固態(tài)想要全面走進(jìn)千家萬戶,真不是三五年能搞定的。
就連現(xiàn)在全力押注全固態(tài)轉(zhuǎn)型的海外市場,也承認(rèn)這條路周期長、投入大,短時間內(nèi)根本看不到全面替代的可能。
既然全固態(tài)短期無望,行業(yè)也給出了最務(wù)實的過渡方案——半固態(tài)電池,這也是金院士非常看好的發(fā)展方向。
半固態(tài)很好理解,不再追求完全固態(tài),只是大幅減少液態(tài)電解質(zhì)的用量,保留一小部分液體來保證離子傳導(dǎo)。相當(dāng)于在傳統(tǒng)液態(tài)電池和終極全固態(tài)電池之間,找到了一個完美平衡點(diǎn)。
它的優(yōu)勢可以說直擊當(dāng)下市場痛點(diǎn):第一,改造成本極低。半固態(tài)電池和現(xiàn)有液態(tài)電池生產(chǎn)線,兼容度能達(dá)到70%~80%,車企不用推倒重建工廠,稍加改造就能批量生產(chǎn),落地速度極快。第二,綜合實力全面升級。對比傳統(tǒng)電池,半固態(tài)能量密度更高,續(xù)航明顯提升,同時熱失控風(fēng)險大幅降低,安全性更有保障;價格又遠(yuǎn)低于造價高昂的全固態(tài)電池,消費(fèi)者也買得起。
按照行業(yè)規(guī)劃,接下來整整十年,都會是半固態(tài)電池的主場。先用這套成熟方案穩(wěn)住市場、持續(xù)迭代技術(shù),等到十年后全固態(tài)的各項技術(shù)、成本、配套全部成熟,再完成最終切換。
也就是說,未來十年,你在路上能買到的主流新車,基本都會搭載半固態(tài)電池。那些打著“全固態(tài)”旗號宣傳的新車,大多也只是半固態(tài)/準(zhǔn)固態(tài)版本。
全固態(tài)電池前景很美好,但是,如果還要再等十年,這個等待成本實在太高。人生有幾個十年可以一直等車?與其抱著“等終極技術(shù)”的執(zhí)念無限觀望,不如早買早享受吧,固態(tài)電池真的很難等了,全固態(tài)電池確實是未來,但是它的落地還要很久。而當(dāng)下的半固態(tài)電池,就是現(xiàn)階段最優(yōu)選。