固态电池：日本新能源产业的希望？

10分钟充满400km续航，当宁德时代推出神行超充电池；续航超千公里，当宁德时代推出麒麟电池。当各种高性能动力电池被相继推出后，有一种说法是液态锂电池已经快到性能极限，再开发下去也不会有性能上的本质提升。

站在用户的角度，人们急需一种能够完全替代“3分钟补能神秘液体”的终极电池出现，且需要该电池具备高性能、高安全性、强稳定性的特性。所谓高性能，即超充、高能量密度等；高安全性，即不自然、不爆炸、不漏液等；强稳定性，即准确的SOC估算，低温不掉电等电池状态。如果把这一切优点结合在一起，固态电池也随之应运而生。

当然，固态电池还分半固态电池和全固态电池，目前中国各车企和电池供应商更多的在研发半固态电池，而丰田则决定玩把大的，将所有希望寄希望于全固态电池上。

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最初的新能源大佬，开始豪赌

近日，丰田宣布与日本最大的石油化工企业之一——出光兴产合作，为量产固态电池做准备，预计2027年至2028年实现商用化。为何丰田想要一步到位，直接跳过液态锂电池和半固态电池，进阶到固态电池的商用，以当下全固态电池的技术难点和行业发展来看，这无疑是一次豪赌。

丰田是最早在全球范围内将新能源车打出知名度的车企之一，1997年第一代普锐斯的出现，令丰田一跃成为新能源车届大佬，尽管目前油混车型并未作为新能源车出现在中国市场，但仍无法抹杀丰田在推动汽车转型道路上做出的贡献。

日本是一个能源稀缺国家，节能减排便是其汽车工业发展的先决条件，这也促使日本国内的各车企首先要将造车思路固化在燃油经济性上。按理说，这样的国情应该更适用于电动车发展，但现实是，日本目前电价合人民币约1.5元每度，是中国电价的3倍。结合日本依然以火力发电为主，这样的能源消耗和污染的成本，要高于发展经济型油车，这就是日本车企热衷于油混车型的原因。

因此，日本以丰田为首的车企并不希望像中国车企那样，一步步的投资发展，以丰田乃至整个日本汽车工业来说，这样的发展路径或将消耗其承受不起的资源财力。

从固态电池的发展来看，日本正处于全员发展阶段。今年3月，日本电池大厂Maxell宣布将量产用于产业机械等用途的大容量全固态电池；日产宣布2028年推出搭载全固态电池的车型；今年4月，本田也宣布计划在2024年启用全固态电池的示范生产线。结合丰田给出2027年至2028年推出全固态电池产品的信息，日本正举全国之力试图跳过液态锂电池和半固态电池的自主研发，直接一步到位。

02

电动车的“梦中情池”？

固态电池的概念已经不新鲜了，早几年前，固态电池就被提出是解决电动车痛点的终极奥义。

何为固态电池，即固态电解质锂离子电池，具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。再看固态电池的优点：消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患，热稳定性更高；不必封装液体，支持串行叠加排列和双极结构，提高生产效率；固体电解质的固态特性，可叠加多个电极；电化学稳定窗口宽，能达到5V以上，可匹配高电压电极材料；固体电解质一般是单离子导体，使用寿命更长；质量轻、黏弹性好、机械加工性能好。

这不就是电动车的“梦中情池”吗？生产效率高，更小的体积实现更大的密度，可用更高的电压实现更快的充电效率，且永不自然，从根源解决了安全隐患，若固态电池得以大规模商用，电动车取代燃油车便更近了一步。

当然，全固态电池本身也并不是无懈可击，目前仍有几大痛点需要解决。首先，电极在充放电时膨胀和收缩，与固体电解质的界面将分离，性能随之下降；其次，固体电解质中，携带电力的离子不易移动；最后，固体电解质中，硫黄类材料的离子比较容易移动，生产电池和发生故障时可能会产生有害的硫化氢。

对此，日本团队已解决第一个问题，方式是在固体电解质上沉积一层阴极膜，减小电极和固体电解质之间的电阻。

固态电池成本也是目前阻碍其商用化的另一大因素，这也是目前日本各车企迟迟无法使其量产化的重要原因之一。

而且，解决配套设施和基建也是全面电动化发展的重要环节。

以目前的800V超充举例，已经有部分电池可通过高压超充满足10分钟充满400公里续航的能力，在不久的将来，6C甚至更快的8C快充也将到来。但目前遇到的瓶颈是，高压充电桩的建设在多数地区都无法实现，原因是目前多数城市电网配备的变压器无法承受这类的高压快充，因此基建问题无法解决。

有很多车商希望通过储能来解决高压充电问题，但储能需要更多的电池，也就意味着储能站的基建成本更高，很多车企无法承受。

笔者对此咨询了奇瑞全资子公司得壹能源工作人员，该工作人员表示，目前储能大多还是给工厂提供服务。当笔者问到换电站是否具备除换电外的商用功能时，其表示目前换电站基本只用于换电，没有其他的衍生功能。或许这位工作人员的回答比较片面，但不可否认的是，以现有的基建设施来看，想要大规模普及高压快充几乎是不可能的任务，更别提高压快充进

入民宅了。

总结来看，固态电池就技术而言的确是未来动力电池的最优解之一，但各车企目前仅解决了技术问题和安全性，便利性和成本仍是商业化道路中的最大难题。

03

我们自己的固态电池呢？

固态电池一旦量产装机，封神只是时间问题。目前已有多家汽车、电池企业宣称固态电池已取得突破性进展。

今年夏天，上汽宣布将于2024年量产固态电池；时间更早的2022年，有媒体宣称比亚迪固态电池已装车测试，并将搭载在2023年上市的仰望车型上。与比亚迪同时传出2023年将量产固态电池的是宁德时代，蔚来在2022年底的NIO DAY上表示将于2023年推出搭载固态电池的量产车型。

现实看来，比亚迪仰望并未搭载固态电池，宁德时代正在研发的电池叫凝聚态电池，而蔚来的150度电池包并非固态，而是半固态电池。至于上汽明年是否会量产固态电池，目前来看即使发布，也不会是电动车的终极解决方案——全固态电池。

虽然有专家表示，全固态电池并不存在技术难点，难点只在成本控制，但笔者看来，若日本车企表示已解决了固态电池的技术问题，仅存在量产问题，而我们仍看不到有企业发布关于全固态电池的上车信息，这种差距或将在未来对全球动力电池格局产生巨大影响。

结语

到目前为止，固态电池全球专利有近一半来自于日本，也表明日本想要通过固态电池形成对中国行车电动车产业的超越。

事实上，中国目前动力电池发展仍是世界最快，若液态锂电池并没有所谓的性能上限，或是半固态电池能够完全达到全固态电池的性能标准，全固态电池剩下的优势，可能只有安全性和SOC的稳定性了。只是，这两点优势或将在未来的动力电池竞争中起到决定性作用，以此来看，发展全固态电池看似落后于行业发展，但豪赌未来也是不错的选择。