固态电池成本减半？是技术突破还是“放卫星”

撰文 | 叶均

 出品 | 星球储能所

为做“行业颠覆者”，丰田正在努力抢夺动力电池赛道的未来话语权。

7月4日，据英国《金融时报》报道，在固态电池技术取得突破后，丰田公布了将电动汽车电池的尺寸、成本和重量减半的雄心。

丰田公司宣称，已经简化了制造固态电池所用材料的生产过程，并称这一发现是一个重大的飞跃，能够大幅缩短汽车充电时间和增加续航里程。

此前丰田便披露过，其正在开发充电不到10分钟即可行驶约1200公里的全固态电池，续航距离延长至现有电动汽车的2.4倍，计划于2027年向市场投放。

“对于我们的液态和固态电池，我们的目标是彻底改变目前电池太大、太重、太贵的状况，” 丰田公司碳中和研发中心的总裁海田敬二表示，“就潜力而言，我们的目标是将所有这些因素减半。”

固态电池，这项被视为颠覆锂电行业的“终极解决方案”之一的下一代高性能锂电池技术，向来被视为潜在的“行业颠覆者”。

一方面，由于固态电池采用固态电解质，部分或全部替代液态电解质，有希望从本质上解决现有液态锂离子电池的安全性问题。

另一方面，现有锂离子电池的能量密度已接近理论极限，固态电池则将打破液态锂电池的材料、技术局限。

目前主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池的能量密度在200-300Wh/kg之间，而液态锂电池能量密度上限约为350Wh/kg。

业界有观点认为，全固态锂电池的能量密度可以达到现有锂离子电池的2到5倍，因此是最具潜力的高能量密度电池技术。

丰田宣称的技术突破无疑是轰动性的。假使全固态电池可实现充电10分钟跑1200公里，且成本、重量、体积均实现减半，便不仅是解决电动汽车的充电续航短板，而是彻底宣告燃油车从此便可退出历史舞台。

伯明翰大学商业经济学教授戴维・贝利认为，如果丰田公司的说法属实，那么这可能是未来电动汽车的一个里程碑时刻。

“通常在原型阶段会有一些突破，但要扩大生产规模就很困难了。”他补充说，“如果这是一个真正的突破，那么它可能是一个颠覆性的改变，甚至可以说是电动汽车行业的圣杯。”

然而，由于丰田此前一直在发展电动车业务上极为缓慢，公司董事长丰田章男作为纯电动汽车快速转型的最强烈反对者而备受争议，甚至还因此闹出了一场声势浩大的倒

尽管丰田在固态电池领域早有布局，然而近期接连不断地放出相关消息，甚至拉开了大力营销的架势，很难不令外界怀疑其宣称的技术突破确有其事，还是为改善公司形象而释放出的烟雾弹。

就在前几天，英国《卫报》才刚刚报道，因广告夸大旗下电动汽车的充电速度和便捷程度，英国广告监管机构（ASA）对丰田的宣传实施禁令。

未来似乎触手可及，难道固态电池的技术研发真有如此简单？

颠覆下的挑战

早在2021年1月，蔚来汽车就推出了该公司第四款电动车型ET7旗舰轿车，该车型将搭载固态电池包，续航将长达1000公里。消息一经发布，便引发全行业轰动，次日锂电池概念股票几乎全线暴跌。

然而时间已经走过两年，固态电池商业化似乎还只是一个美好的愿景，所谓的行业颠覆并未发生，问题又出在哪？

首先，便是技术上的难关。其中又以固态电解质的技术突破为核心关键，研发难度极大。

快充性能差、界面易接触不良、电解质与电极之间电化学相容性与其他性能难以均衡，都是固态电池在现阶段未能解决的技术缺陷。

高昂的成本更让固态电池难以真正走向商业化。固态电解质目前难以轻薄化，且需用到价格昂贵的稀有金属原材料，氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗。全固态电池还对生产工艺和质量控制提出了更为严苛的要求，生产设备替换率极高，总体成本显著高于液态电池。

当前，针对固态电池市场化的难题，业界普遍采取了折中的解决方案，即将半固态电池作为从传统的液态锂离子电池向全固态电池过渡的必要路线。

半固态电池通过减少液态电解质含量、增加固态电解质涂覆，可达到具备安全性、提高能量密度、兼顾经济性的要求，被作为全固态电池技术成熟前的主流替代方案，率先进入量产阶段。国轩高科、孚能科技、卫蓝新能源等多家电池厂商俱已掌握比较成熟的半固态电池产品。

不过，性能上大打折扣的半固态电池似乎也没有理想的那么完美，刚刚步入量产的半固态

伊维经济研究院研究部总经理吴辉指出：“半固态电池产品毕竟只是一个过渡产品，最终还是会走上全固态路线。半固态电池对于电池能量密度的提升没有特别明显的改善，因此未来不会成为主流产品。”

此外，宁德时代另辟蹊径。其4月19日在上海国际汽车工业展览会上发布的凝聚态电池，电解液既不同于普通液态锂离子电池的电解液呈百分之百的液态，也并非全固态电解质或固液混合电解质，而是一种半固态化的胶质状态。

据称，该电池单体能量密度高达500Wh/kg，实现高比能与高安全兼得，并可快速实现量产。

不可否认的是，尽管困难重重，固态电池作为下一代锂电技术的历史地位不会变更。当前，整个行业正处于高速发展期。一夜爆红无法催熟固态电池的量产，但随着业界投资、技术研发的热潮频现，固态电池大规模应用时间点已越来越近，商业化未来近在咫尺。

“我们发现，在全球顶刊上发表的与固态电池技术相关的论文正在指数般地增长，可以说技术是在商业化的前夜。”

中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示：“全固态电池技术虽然现目前仍然面临着很多挑战，但仍然是我们值得去追求的目标。这个目标不是短期的，可以看作是面向2030年，值得创新的目标。”

赛道大竞逐

另一个值得关注的维度，是固态电池赛道的一片火热。

由于固态电池在行业技术变革中的颠覆地位，这一面向未来的赛道早已挤满了各路玩家。新能源车企、锂电池企业纷纷秣马厉兵，企图提前布局占据先发优势，以便在将来的锂电池市场吃下最大的一块蛋糕。

5月31日，上汽集团豪掷27亿追加投资清陶能源。这家公司2016年创业之际还未引发太多的关注，初投估值仅有几千万元。而自2019年产投“杀入”至今，三年内公司估值已破百亿，背后集齐了北汽、上汽、广汽三大汽车巨头，俨然有超级独角兽之姿，不难看出其所掌握的固态电池技术备受行业关注。

在此基础上，上汽集团还宣布，2025年上半年起，智己、飞凡、荣威、MG将推出多款相关量产车型，率先推动2025年实现固态电池技术“10万辆级”大规模量产落地。

从全球视野来看，欧、美、日、韩等各国也都在参与到固态电池赛道的竞逐之中，以期率先实现量产。

4月20日，据《韩国先驱报》消息，韩国政府及其头部电池公司计划在2030年之前共同投资20万亿韩元，以开发包括固态电池在内的先进电池技术。

韩国政府表示，“这项联合投资将使韩国能够先于其他国家开始商业化生产固态电池”。

而在美国方面，能源部(DOE)科学基金和国家实验室研究的推动下，固态电池研究取得了重大进展，并在此基础上衍生出众多初创公司，如QuantumScape、SEEO、SolidPower、SolidEnergySystems、IonicMaterials等，这些初创公司以其在固态电池技术方面的先进性，目前已分别得到了宝马、大众、现代等汽车巨头和多家风投基金的投资。

从时间上看，2025年或将成为固态电池迈向市场的一个关键节点。不少企业都选择将2025年作为达成固态电池阶段性突破的时间节点。

上汽集团提出将率先推动2025年实现固态电池技术“10万辆级”大规模量产落地；丰田计划于2025年推出配备固态电池的车辆；日产欧洲研发高级副总裁DavidMoss则表示，日产已经成功开发出全固态电池，目标是2025年开始试生产；而早前德国宝马集团也宣布，宝马将打造全固态电池中试生产线，2025年推出首辆原型车。

可以预见的是，2025年，新能源车企、锂电池企业都势必卷入一场声势浩大的固态电池大战。各家企业争先恐后的竞逐其实侧面印证了，固态电池产业的发展还远未达到一夜颠覆行业的地步。

而如果丰田当真实现了超高水平的技术突破，这场固态电池大战的脚步便又加快了许多。