蔚来发布的“固态电池”到底是个啥？

续航才能和平安性动力电池逃求的两大次要标的目的，开展固态电池也恰是为领会决那两大问题。

出品|每日财报

做者|刘阳

新能源汽车已经成为造富的机器。按照胡润最新发布的2020世界500强榜单,价值增长最快的前三家公司均来自中国，此中有两家别离是蔚来、小鹏。详细来看，蔚来的价值增长了23倍，到达4039亿元；小鹏汽车的价值增长了9倍，到达2488亿元。除了中国的蔚来和小鹏，新能源车巨头特斯拉的价值也增长了8倍，以3.6万亿元的总价值排名全球第九。

1月9日，国内造车新权力头部企业之一的蔚来汽车在其举办的“2020 NIODAYS”活动上发布了旗下首款纯电动轿车――蔚来eT7。除了发布新车外，蔚来汽车还发布了一款单体能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池包产物，并颁布发表将于2022年四时度将该款固态电池拆配到旗下的量产车上。动静一出，引发市场热议。

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什么是固态电池

《每日财报》留意到，蔚来发布新电池之后，A股的电解液、隔阂企业股价均呈现大幅下跌，事实是为什么呢？那还要从两种电池的素质说起。

传统的锂电池由正极、负极、电解液和隔阂构成，其工做原理是锂离子在正负极之间往返脱嵌招致外电路电子定向挪动构成电流，而电解液就是锂离子电池的“血液”。电解液由溶剂、高纯溶量和高纯添加剂根据必然的比例配造而成，量量占比别离为83%/12%/5%，目前电解液根本的构成系统已经比力成熟，主溶量以六氟磷酸锂为主，主溶剂以碳酸酯类产物为主，新型锂盐和添加剂仍存在较大变革。固然新型锂盐和新型溶剂已经得到部门应用，但是因为其本身存在各类缺陷，还无法完全代替六氟磷酸锂和碳酸酯类溶剂，只能做为辅助产物来利用，现实上仍能够看做是添加剂。

固态电池和传统锂电池最显著的区别在于电池内部的电解量的物理形态。与现今遍及利用的锂离子电池和锂离子聚合物电池差别，固态电池是一种利用固体电极和固体电解量的电池，其其实不需要锂电隔阂与电解液。那也就是为什么那些范畴的公司在蔚来发布新电池之后股价大跌，固态电池的核心是固体电解量，目前有三大手艺途径：聚合物、硫化物和氧化物全固态电池。

不外需要留意的是，固态电池并不是新呈现的概念，早在1978年Michel Armand初次报导了固态金属锂电池的相关研究，随后40年内固态锂电池被全球普遍研究。固体电解量离子电导率低，界面相容性差等手艺瓶颈造约了贸易化历程，全固态锂电池的研究停滞于20世纪末，2007年起头，全固态锂电池的研究开发苏醒。

2019岁暮发布的《新能源汽车财产开展规划（2021-2035）》初次将固态电池上升到了国度层面，提出了加强固态电池研发和财产化历程的要求。但曲到如今固态电池也没能实现贸易化，底子原因是固态电池的手艺瓶颈尚未霸占，因而只能先用半固态电池。也就是在液态电解液中添加了固态电解量的成分，保留了以前的电解液和隔阂，同时添加固态电解量的成分。固态电池的商用途径需要从半固态逐步过渡到全固态电池，蔚来汽车此次发布的电池也是半固态电池。

最初，成本问题是固态电池手艺贸易化的最大挑战，从素质上讲，续航里程与利用成本（整车与改换电池成本）目前仍是电动车的单薄环节，任何新手艺的胜利都必需同时处理那两大问题。据推算，同样接纳石墨负极的固态电池总成本为158.8$/kWh，要比液态电池总成本（118.7$/kWh）超出跨越34%。

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为什么要开展固态电池？

续航才能和平安性是动力电池逃求的两大次要标的目的，开展固态电池也恰是为领会决那两大问题。

新能源汽车最后开展的时候接纳的是磷酸铁锂电池，那种能量密度较低但平安性好的手艺途径成为“初代”新能源汽车动力电池的首选。但陪伴着新能源汽车市场合作的加剧，能量密度更高，成本效益比更好的三元锂电池成为新宠，曲到目前仍然是市场支流。但业内专业人士指出，目前磷酸铁锂和三元锂电池的能量密度都已经接近理论极限，高镍质料+硅碳负极单体能量密度极限在300Wh/Kg摆布，目前宁德时代和国轩高科都已经到达那个程度。

富锂锰基+硅碳负极单体的能量密度极限在400Wh/Kg摆布，中国提出的目的是在2025年到达那个程度，还有5年时间，能量密度要提拔33%。但是越接近理论极限，研发投入的边际产出就会越低，前进的速度就会越迟缓。在此布景之下，固态锂离子电池被认为是最有可能的下一代锂电手艺，固态电池能量密度具备打破500wh/kg的潜力，而更多的能量密度就意味着更长的续航里程。

其次，液态电解量电池的平安性也不高，跟着充放电次数增加，一旦锂枝晶穿透隔阂，很容易燃烧或者爆炸，而固态电解量不成燃、无侵蚀、不挥发、不漏液，即便在高温情况下，也无自燃爆炸风险，因而，固态电池在平安性层面也具备优势。

事实上，国表里的头部企业早就动手固态电池的研究了，动力电池龙头企业宁德时代早在2016年就正式颁布发表在硫化物固态电池上的研发途径，目前宁德时代固态电池可实现300周轮回以容量连结率82%，但全固态电池还在开发中，估计2030年后才气实现商品化。辉能推出的MAB固态电池包接纳了BiPolar+（电芯内部串并联等）、S-Inlay（曲线仓库）与Logi-Pack（内建侦测系统）手艺，针对固态电池的高平安性、高散热才能与机构特征而开发出的一种全新封拆体例，并方案在2022年以不牺牲平安性、具经济可行性的计划缔造出续航里程与燃油车相当的高能量密度电池包。

此外，赣锋锂业一期项目固液混合的半固态锂电池实现规模化消费才能，公司与中科院许晓雄课题组合做，设立全资子公司浙江锋锂新能源科技有限公司，开展固态锂电池方面的财产化工做。

按照SNE Researchd的测算，2030年全球固态电池需求有望接近500GWh，2025年固态电池全球市场空间有望到达60亿元，而2025年我国固态电池市场空间有望达30亿元，2030年有望到达200亿元。综合看下来，从持久的视角来看，固态电池具备宽广的前景，并且很可能成为将来的支流电池，但从当下的情况来看，手艺程度和成本问题都造约了其大规模商用化，液态电池仍然是目前的必选项。