固态电池真的会带来新能源车的一轮革命吗？
11月20日，本田召开新闻发布会，释放出了自己的王炸——首次公开自研的全固态电池示范生产线。该试验生产线于2024年春季开始建设，目前验证设备已安装完毕。
这是一条直接面向量产化的示范线。随着新能源汽车的发展，固态电池逐渐成为一项技术焦点，被认为是纯电动车普及的关键。全固态电池几乎能够解决现在锂离子电池的所有“痛点”，包括续航、安全性，和低温适应性。
因此日系车押宝固态电池，希望能够借助下一轮技术更迭，实现对中国新能源的弯道超车。更早之前，丰田也公布了固态电池的时间表。
国内车企也没闲着，最近一个月里，华为、宁德时代、比亚迪、奇瑞等，都放出了最新的技术进展。
那这应不应该影响我们购买新能源车的决策呢？日系车通过固态电池新技术，在新能源领域弯道超车的可能性有多大？
文|张霁欣
编辑|冒诗阳
汽车像素(ID:autopix)原创
01.详解固态电池
我们先来看一下什么是固态电池，大家应该都听说过“电解液”，在电池的正极和负极之间呢，电解液起到一个传导的作用，正负极通过电解液放电。那么固态电池，很简单，其实就是把液态的电解质，换成固态的。
这有什么好处呢，固态电池正好可以解决现在液态电池的所有“痛点”。
首先，固态材料比液态材料稳定，即便撞击变型，也不会漏液，不容易短路造成自燃，安全性更高了。其次，因为全是固体，所以低温不容易冻结、高温也不容易蒸发，东北的冬天和海南的夏天，续航基本不会衰减，热稳定性非常好。更重要的是衰减更小，电池老化的速度更低，可以提升电动车的保值率。
同时，电解质由液态变成固态之后，让正负极的材料有了更多的选择空间，更合适的正负极材料，能大大提高电池的能量密度，一块固态电池，续航最高可以是同体积液态电池的十倍。
对于汽车工程师而言，固态电池的形状更自由，结构更紧凑，电动车“憨厚”不灵巧的形象可以被改变。
在很长时间里，固态电解质应该用什么材料，行业里一直没有确定的方向。这里面的方向主要有三个，氧化物、硫化物和聚合物。
早在2000年初，日本汽车产业界已经开始布局固态电池技术。其中，丰田、本田、日产、日立选择了硫化物电解质的技术路线，富士电气、小原股份选择了氧化物电解质，松下和三洋选择了卤化物和聚合物电解质的路线。
经过大量的探索，这三种技术路线各有各的优势和问题，最终结论简单来说就是，越贵越好用。
其中聚合物的成本是最低的，但它也是三者之中最先被放弃的。原因是研究人员发现，聚合物在常温下的导电率太低了，会导致电池充电和放电都很慢，无法满足新能源车大功率充放电的需求。而要提升它的导电率，得把温度提升到60摄氏度以上，不适合自然环境。
三个里面的第二个，氧化物，它的导电率适中，但在成本上呢，虽然氧化物材料本身的价格低，但因为材质比较脆，生产困难，再加上氧化物很坚硬，很难与电极贴合的非常紧密，为了填补缝隙呢，一些厂家尝试添加润滑液，这就诞生了半固态电池。虽然一些厂家，比如蔚来等，也在尝试半固态，但它比液态电池的优势，就没有那么明显了。
最终剩下的固态电池材料，只有硫化物了。硫化物的离子电导率高，有些材料甚至超过了液态电解质，并且材料比较柔软，容易加工，与正负电极界面可以很好的贴合在一起。这意味着硫化物电解质可以让固态电池的能量密度大、功率大、充放电都很快。
听起来都好，但它最大的问题是成本。硫化物电解质的合成，需要使用大量昂贵的硫化锂（不低于650美元每公斤），这导致成本普遍高于195美元每公斤，而业界普遍认为，硫化物电解质的成本，需要降至50美元每公斤以下，才能实现商业化。
硫化物固态电池，除了材料本身贵，工艺也很贵。硫化物的环境稳定性差，易氧化、容易与水汽反应，一旦与空气接触，就会导致结构变化、离子传导率降低，还会释出有毒气体，这是非常危险的，这就需要大量复杂工艺，来解决问题，比如在合成电解质时，需在惰性环境下进行，对运输和储存的要求高，对电池制造与封装的要求会更高，进一步推高了成本。
比起聚合物和氧化物，成本问题，反而是固态电池诸多问题之中，最好解决的一种。通过大规模的量产，硫化物电解质的成本降低只是时间问题。
02.何时改变游戏规则
为了降本，本田希望将固态电池推广到汽车以外的市场，更快的规模化。
这本质上还是服务于汽车，本田希望固态电池更快规模化应用在电动车上，因为这是一个可以帮助本田追上汽车电动化潮流的突破性技术。
“全固态电池作为一项创新技术，将会成为纯电动时代游戏规则的改变者。电池作为电动化的关键因素，正在取代支撑汽车发展至今的发动机。”本田技术研究所代表取缔役社长大津启司（Otsu Keiji）称，“电池的进化将成为本田转型的驱动力，全固态电池示范生产线的准备就绪对于本田而言是一个重要的里程碑。”
大津启司所说的改变，指的是电动车对燃油车，乃至于其他形式新能源车，在技术性能上的全面替代。从产业竞争的维度，本田为代表的日系车企，将固态电池作为在新能源领域实现赶超的技术砝码。
本田新的示范生产线占地约27400平方米，已配备了验证每个生产过程的工具，还支持电池单元的形成和模块的组装。本田在示范工厂上投入了约430亿日元（约合20亿元人民币）。
在这条生产线上，工程师可以对电池生产过程中的每一个环节进行测试和验证。除了固体电解质的组装工艺外，更重要的是，这里可以按照各种比例，混合电极材料。
这就要说到固态电池的另一个重点。固体电解质的成本，只是固态电池的难点之一，要真正实现更大的能量密度，固态电池还要逐步优化正负极，找到兼容高比容量的材料。在动力电池中，正负电极的材料直接影响的是电池的能量密度。
比如，负极材料可能会从石墨向硅基石墨、含锂负极，再向金属锂负极升级，而正极材料，则可能从高镍三元，向层状富锂基，等新型正极材料迭代升级。
金属锂作为负极材料时，能量密度高达 3860 毫安时每克，是硅基石墨的三到四倍。业界最期待的，最有颠覆性的固态电池，负极就应该是金属锂。
换句话说，即便固态电池真正量产装车，它的商业化也并非一蹴而就的，而是需要一个漫长时间，用于成本的优化、技术的优化。
回到开头的问题，固态电池真的会掀起一轮革命吗？答案是会，但时间依然漫长。
现在行业里对固态电池装车量产的时间，基本上有了比较准确的判断，是在2027年，但初期主要在高价车上。向中档和经济型新能源车的普及还需要一个漫长过程，预估是在2030年以后。这个时间表，丰田、奇瑞、比亚迪，基本都是一样的。
真正实现起来，这里面还有太多的问题没有解决。主机厂的观点与机构预测相仿，据国盛证券预测，到2025年，全球固态电池的需求量将达到17.3GWh，这个体量完全无法支撑起大规模的装车商业化，更多是实验性质。而到2030年，这一数字有望超过200GWh，届时，固态电池对新能源汽车的影响才会落地在经济型产品上。
该不该影响购买决策呢？如果你的预算高，等得起，可以关注一下技术的进展，2027不算太远了。如果是刚需购车，那着眼现在，或许是最好的选择。
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