中日固态电池暗战早已打响,但胜负似乎正在变得明朗。
据央视报道,国内已建成首条大容量全固态电池产线,正在小批量测试生产。“全固态电池能量密度比现有的电池能量密度高了接近一倍。500公里以上续航的车使用之后达到1000公里以上的续航。”广汽集团研发负责人祁宏钟这样表示。
我们知道,全固态电池和传统锂离子电池相比,典型特征是里面没有任何液体,而是全固态物质,无论是续航充电还是安全性,都远超液态锂电池。
如今冬天来临,液态电池在低温天气容易出现性能问题,包括换电困难、续航打折严重,充电变慢等,而固态电池比液态电池具有更高的能量密度,充电速度更快、安全性更高、电量不跳水、循环寿命更长等,优势尤为凸显。固态电池是决定新能源汽车能否打败燃油车一个重要赛点。
也因为如此,固态电池也是日本试图弯道超车的重要契机。早在2023年2月,日产最早宣布固态电池研发成功,此后丰田、松下都纷纷官宣量产时间节点。丰田宣布固态电池充电10分钟跑1200公里,这种补能的速度,不就跟加油一样了吗?
日本在固态电池的进展,引发了中国汽车产业的危机感。中国科学院院士欧阳明高在这一年提出一个重要判断:现在全球已经有无数人投入到了这场创新运动,通过全球的努力,全固态电池能够取得成功。
次年,欧阳明高教授牵头成立了中国全固态电池产学研协同创新平台,中国政府推出了60亿元的固态电池刺激计划。
也在这几年,危机感迫使中国车企在这一赛道加速投入,2020年,日本固态电池专利占比超过了 55%,几乎是垄断优势。仅仅5年时间,中国企业就申请了1.3万项固态电池相关专利,而且大部分是发明专利。2024年一年中国企业申请了2915项固态电池专利,几乎是日本的三倍之多。
2025年7月,超10家中国企业披露了固态电池的进展或量产时间。东风、长安、比亚迪、宁德时代、国轩高科、一汽几乎都公布了大约2027年左右开始实现量产。
直到今天,中国在固态电池领域的研发已经后来居上。如今,国内已建成首条大容量全固态电池产线,从记者报道来看,这块“无液”电池的优势,一是源于生产线的两大关键革新。在负极制造环节,传统液态电池需要经过原浆、涂布、滚压三道独立工序,而这里采用的干法工艺则直接将原有工序“三合一”,既降低能耗又提升了效率。
除了生产工艺的优化,另一个核心突破就是电解质的改变。其自主研发的固态电解质材料帮助产品的耐热性和安全性大幅提升,2026年就可以进行小批量的装车实验。
中国固态电池生产线建成,丰田暂停固态电池工厂建设,日本弯道超车梦碎
从这个进展来看,恐怕首先宣布固态电池研发成功的日本要焦虑了。
因为相对于国内已建成首条大容量全固态电池产线,日本丰田已再度暂停日本福冈固态电池工厂的建设,固态电池再次跳票。
丰田给的理由是"全球电动汽车需求放缓",但现实是2025年全球电动车增长不错。真实原因,还是要回到技术与成本上的难题。
而日本要在固态电池领域打败中国新能源车,首先是要与中国比成本,如果固态电池成本超过液态电池超过2倍,基本就没戏了,因为商业上不成立。
从路线来看,日本仅押注硫化物路线,中国在硫化物、氧化物和聚合物三条路线上都有推进。硫化物固态电池有宁德时代、赣锋锂业、国轩高科等老牌电池巨头;氧化物有清陶能源、卫蓝新能源、太蓝新能源等创新科技企业;而聚合物也有孚能科技、瑞泰新材等企业在布局。
丰田因为只押注剧毒的硫化物路线,生产时需要惰性气体保护,成本飙升,这根本就玩不下去。丰田豪赌全固态电池,专利再多,降不了成本都没用。
而中国电池企业就很灵活,三条路线都有押注,全固态不行,就先搞半固态,成本也不会失控,慢慢从半固态上升到全固态。
而在技术领域,国内也在不断突破。原本固态电池一个大的技术难题是固固界面问题。即电解质和电极都是固态,不像液态电池那样能流动填缝,变成了“硬碰硬”,这就是固固界面,离子跑过去阻力很大,还容易在接触点上“扎堆”,一扎堆就长一种叫“锂枝晶”的东西。
一旦“锂枝晶”体积过大,就可能刺穿电池,从而造成短路起火等安全问题。
而中国科学院物理研究所联合多家科研团队开发的“特殊胶水”——碘离子。在电池工作时,碘离子像“交通警察”一样,顺着电场跑到电极和电解质的接口处,主动吸引通行的锂离子过来,像流沙一样,哪里有小缝隙、小孔洞,就自动流过去填满,突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。
在近期的广州车展现场,上汽MG官宣交付MG4半固态版,现场展示面对螺纹钢穿刺、三向挤压、盐水浸泡、极寒冰冻等极端场景,电芯被折腾的面目全非,但均未出现起火爆炸。
半固态电池已经能做到在极限情况下不起火不冒烟,说明安全等级提升到了一个新的高度,也说明,固固界面的难题大概率已经得到解决。
而固态电池的另一大难题难在材料与制造工艺环节,而固态电池包含了多个关键环节,如材料粉末制备、干燥、烧结等,且制造难度较大。根据清陶能源的说法,前段匀浆、涂布、滚压工艺都要改动,全固态电池在产线设备上大约要做出70%的调整。
但这次国内全固态电池生产线的曝光,它就是在生产线上进行了革新,把在负极制造环节传统液态电池需要的原浆、涂布、滚压三道独立工序,通过干法工艺则直接将原有工序“三合一”,既降低能耗又提升了效率。
而从成本来看,我们还看到,上汽MG官宣交付MG4半固态版电动车是9.98万元!12月份开始正式交付。也就是说,国内半固态汽车已经干到了10万元以内,这本身是技术成熟的一个标志。
中国首条固态电池生产线已建成,半固态电池汽车干到10万内,说明从技术到成本上的关键问题大概率已经解决。
这或许也意味着,中国固态电池可能已经走到了全球前列。日本起了大早,赶了晚集,有一个大问题,那就是日本油车市场太庞大,事关日本500万从业者饭碗,搞电动车市场与利益阻力很大,没有中国电动车这样庞大的需求市场与产业链,日本只能专注于实验室技术研发,而缺乏投产验证,很难做到从实验室到市场的转化。
而中国已经形成了一个强大的电池产业生态系统——从上游材料、中游制造到下游应用都有,厂商先从半固态入手,可以降低难度,先市场化将产业链给搭建起来,再技术迭代就相对容易得多。
原本我们担心,如果日本在固态电池量产装机层面提前3~5年完成,给日本汽车产品的竞争力带来极大提升,对国内汽车市场造成降维打击,这可能给了日本车企一次弯道超车的机会。
但现在来看,国内首条大容量固态电池生产线建成,下一步就是产业化承接落地。中国不仅在液态电池领域领先全球,在固态电池领域,中国同样也将大概率拔得头筹,胜负大致已经落定,这也意味着,看不上液态电池、半固态电池,豪赌固态电池硫化物路线的日本,很可能和氢能汽车路线一样,又一次面临失败的结局。
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