别以为固态电池只是为了让电动车跑更远、充电更快,这场产业战争的影响,比你想的深远太多。
近年全球动力电池装车量中,宁德时代和比亚迪两家就占据了 55.6% 的全球份额。全球前五的动力电池企业里,外企只剩韩国 LG 一家,占比还不到 10%。液态锂电池领域,中国已经拿下全球主导权。
产业竞争从不停留于上一代技术。液态锂电池已经越来越接近工程技术极限,下一场赛道竞争已经打响,那就是固态电池。固态电池根本不只是电动车的续航升级,它争夺的是下一代电池标准,更是机器人、无人机、低空飞行器等可移动设备的能源底座。
传统锂电池用液态电解质,锂离子在液体通道中在正负两极间移动;固态电池则将液态电解质替换为固态,优势一目了然。
安全性大幅提升。液态电解质易燃,热失控是新能源汽车的核心隐患;固态电解质稳定性更强,能把电池安全上限拉满。
能量密度更高。搭配锂金属负极的固态电池,能量密度至少比现有电池提升 1.6 倍,理论上限更是能达到 3 倍。
应用范围更广。新能源汽车只是固态电池的第一战场,机器人、无人机、低空经济、高端储能等领域,都在等待更轻便、更安全、能量密度更高的电池方案。
固态电池的难点,卡在哪?现实远比理想残酷。不是把液态电解质换成固态就能成。液态电解质能渗透缝隙,让正负极和电解质充分接触;固态材料无法做到完全贴合,接触面容易出现接触不良,导致阻抗增加、电池内耗跑电、发热。
充放电过程中,不同固体材料的膨胀系数不同,还可能出现接触面开裂,甚至长出锂枝晶,让锂离子变成死锂无法参与充放电,甚至引发内部短路。
固态电池的真正难点,集中在材料、界面、制造工艺、良率、成本和车规验证,这些环节需要同时达标。这也是固态电池喊了多年,却迟迟未能大规模商用的核心原因。
如今这场竞争突然变得至关重要,日本和韩国也纷纷入局。日本想靠固态电池重新夺回产业话语权。曾经的电池巨头松下如今已难顶压力,丰田除了在电池领域有一定积累,其他日系车企大多落后。
近年丰田甚至开始使用比亚迪的三电系统,推出 BZ3 车型。日本承认在液态电池领域输了,但要在下一代高端电池赛道抢回位置。
韩国的目标是守住现有客户。LG、三星已经拥有一批欧美车企客户,LG 给特斯拉、通用、福特等供货,三星则配套宝马、保时捷等品牌。韩国担心如果中国率先量产固态电池,自身电池产业将彻底被边缘化。
中国的核心优势,从来不止技术,更是把技术变成产业的能力。 我们拥有全球最大的新能源汽车市场,既有宁德时代、比亚迪这样的产业巨头,也有完整的材料、设备和制造供应链,能快速把半固态或固态电池放到真实车型中验证。
蔚来 150 千瓦时半固态电池包已经量产商用,用户在换电站就能换到;比亚迪计划 2027 年启动全固态电池批量示范装车,2023 年后实现大规模落地;宁德时代也准备 2027 年小规模试产固态电池。目前国内正处于半固态商业化试水、全固态即将批量装车的前夜。
固态电池的想象力远不止汽车。宁德时代正在合作开发民用电动载人飞机项目,这类项目只能用固态电池,现有电池能量密度太低,要么飞不起来要么飞不远。
机器人同样如此,当前主流机器人续航仅 1-2 小时,要实现每天连续工作 8 小时,只有固态电池能做到。固态电池,才是下一代可移动设备的真正能源底座。
中日韩都在押注固态电池,比拼的是谁能先造出更安全、更稳定、更便宜的产品,实现大规模交付。