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固态电池真来了:续航1000公里卖15万,丰田却还在跳票

最近一段时间,新能源汽车行业里热度最高的词,非固态电池莫属。很多普通消费者一直都在盼着固态电池落地,说到底,大家的诉求很简单:充电快、不担心冬天续航缩水、安全性更高,最好价格还不要太贵。

过去很长一段时间里,固态电池都停留在实验室、PPT、展车阶段,属于看得见摸不着的技术。行业普遍的印象是,这是下一代动力电池,还需要好几年的时间打磨,距离普通人能买到的量产车型还有很远的距离。但是今年以来,国内多家车企和电池厂商接连放出消息,搭载固态电池的车型已经进入量产装车阶段,部分车型官宣CLTC续航突破1000公里,市场预估起售价甚至有望落到15万区间。

另一边,最早布局固态电池、曾经被很多人视为固态电池标杆的丰田,却不断推迟自己的量产时间表,一次又一次跳票。一边是国内产业链加速落地,把固态电池推向大众化;一边是老牌巨头一再延后,迟迟无法兑现当初许下的承诺。这种强烈的反差,也让很多网友开始讨论,固态电池到底是不是真的已经成熟?所谓15万价位、续航1000公里的固态电车,离我们普通消费者还有多远?丰田为什么研究了几十年固态电池,反而落在后面?

想要把这件事说清楚,首先要搞懂,到底什么是固态电池,它和现在市面上主流的锂电池有什么本质区别。

我们现在绝大多数电动车上装的电池,是液态锂电池。电池内部有电解液,是液态的,主要作用就是传导锂离子,实现电池充放电。这套技术路线经过十几年迭代,已经非常成熟,成本也压到了很低的水平,但它天生就带着一些很难彻底解决的短板。

液态电解液是易燃物。一旦电池内部发生穿刺、挤压,出现热失控,电解液就会起火,这也是电动车自燃事故最主要的诱因之一。为了抑制热失控,电池厂商只能在电池包里面加装大量隔热、防爆结构,增加电池包的重量和体积。同时,液态锂电池的能量密度已经慢慢摸到天花板,想要继续提升续航,最简单粗暴的办法就是堆电池,电池越堆越多,车就越来越重,价格也随之上涨。还有冬天低温的痛点,液态电解液在低温环境下离子传导速度变慢,续航打折严重,北方用户一到冬天就要面对续航缩水的难题。

而固态电池最核心的变化,就是用固态电解质,替代了原来的液态电解液。电池内部不再有流动的液体,整个电池是固态结构。从理论上来说,固态电池的优势非常突出。

首先是安全性大幅提升。固态电解质不可燃,不容易发生剧烈热失控,就算电池受到外力撞击,起火爆炸的风险会比液态电池低很多,这也是行业最看重的一点。其次,固态电池可以搭载更高能量密度的正极、负极材料,比如锂金属负极,电池能量密度能够轻松突破液态电池的上限,在同样体积的电池包里面储存更多电量,不用过度堆电池就能实现超长续航。还有低温性能,合适配方的固态电解质,在低温环境下的离子传导能力更好,冬天续航衰减会明显减轻。理论上,固态电池还支持更快的快充速度,在不损伤电池寿命的前提下,大幅缩短补能时间。

按照技术路线的成熟度,固态电池又可以细分为三类:半固态、准固态、全固态。很多普通消费者很容易在这里踩坑,以为只要叫固态电池,就是完全没有液体的版本。

目前,行业最先实现量产落地的是半固态电池。半固态并不是完全去掉电解液,只是大幅削减电解液的用量,保留少量液体,用来提升离子传导效率,技术难度最低,是现阶段最容易装车的方案。现在国内已经官宣量产装车的固态电池,绝大多数都属于半固态的范畴。

准固态电池的电解液更少,固态电解质占比更高,性能更接近最终形态,技术难度也更高,还处在小规模试产、逐步爬坡的阶段。

而真正意义上的全固态电池,电池内部100%没有液态电解液,是行业终极目标,技术门槛极高,目前全世界范围内,还没有真正大规模量产装车的产品。很多车企口中说的固态电池,其实是半固态版本,宣传的时候会简称为固态电池,这也是很多争议的来源。

理清概念之后,再来看最近市场上传得比较多的信息:续航1000公里,售价15万。很多人第一眼看到这个消息,第一反应是惊喜,觉得电车行业要迎来彻底的变革,十几万就能拿下超长续航、高安全的固态电车;但也有不少人持怀疑态度,觉得这只是厂商的营销话术,根本不可能落地。

客观来说,单看技术指标,半固态电池做到CLTC续航1000公里,并不是天方夜谭。半固态电池的能量密度相比现在主流磷酸铁锂电池有明显提升,搭配合适的整车轻量化设计,把整车续航做到1000公里是可以实现的。但是这里有两个关键点不能忽略:量产成本、车型定价。

现阶段,半固态电池的原材料、制造工艺还没有完全规模化,电池的单位成本,是高于普通液态锂电池的。如果单纯从电池成本来看,一套可以支撑1000公里续航的半固态电池包,本身的成本就不低,如果加上整车其他零部件、研发、生产、渠道利润,想要做到15万起售价,其实是一件难度很高的事情。

这里存在两种可能性。第一种,就是所谓15万版本,并不是高配的1000km版本,而是同车型里面的低配版本,搭载容量更小的半固态电池,续航可能在六七百公里,高配版本才是1000km续航,售价会明显高于15万;第二种,是等到产业链进一步成熟,产能大规模铺开之后,规模效应摊薄电池成本,再加上整车其他部分降本,才有可能把长续航版本的整车价格压到15万区间。

也就是说,固态电池车型很快会和消费者见面,但是15万、续航1000公里这个版本,大概率不会刚上市就直接卖到这个价位,更有可能是一个中长期的目标,或者是入门版本的定价,高配长续航版本价格会更高。消费者不要简单理解为,马上就能花15万买到一台满电跑1000公里的固态电车。

除了成本之外,现阶段半固态电池也不是完美无缺,依然存在不少待解决的问题。

第一个问题就是寿命。部分半固态电池在多次充放电循环之后,界面会出现劣化,电池容量衰减速度比成熟的液态锂电池更快,能不能做到和现在主流电车一样,实现8年或者15万公里以上的质保,还需要大量实车验证。实验室的数据再好,也要经过几年、几十万车主的真实路况、不同地区气候的考验,才能确认长期可靠性。

第二个是快充和量产一致性。部分固态电解质体系,想要实现超高快充,会带来体积膨胀、界面阻抗上升的问题。工厂大规模生产的时候,如何保证每一块电池的性能、安全性高度一致,良品率能不能做到和液态电池一样,是摆在电池厂商面前的巨大挑战。实验室里做出样品不难,一条生产线稳定、低成本、高良率地大批量生产,是完全不同的难度。

第三个是低温版本的分化。不是所有半固态路线都天然抗冻,不同配方的固态电解质,低温表现差距很大,部分体系在零下十几度的环境下,离子传导依然会变慢,还是会出现续航缩水,只是程度比传统液态电池轻一些。

所以,准确来说,不是“完美的全固态电池马上就普及”,而是半固态作为过渡路线,率先实现量产装车,是当前行业最现实的选择。它保留了固态电池大部分的优势,又不会像全固态那样,技术难度高到短时间无法落地,是从液态走向全固态的必经之路。

聊完国内这边的进展,我们再看看丰田的情况。很多人不知道,丰田是全世界最早一批投入固态电池研发的车企,早在二十多年前就已经启动相关项目,在固态电池专利储备上,曾经长期排在全球前列。很长一段时间里,行业都认为,丰田会是第一个把固态电池推向市场的车企。

丰田最早放出的消息,是计划2020年前后推出搭载固态电池的量产车型,之后这个目标没能实现,又把时间点调整到2025年,随后又推迟到2027到2028年,最新的公开信息显示,其首款量产固态电池车型的落地时间还存在不确定性,一次又一次调整时间表,也就是大家口中所说的跳票。

为什么手握大量专利、起步这么早的丰田,反而迟迟无法量产装车?核心不是单纯的研发速度慢,而是多方面因素叠加的结果。

第一,丰田一开始的研发方向,直接瞄准了难度极高的全固态路线,而不是先做更容易落地的半固态。丰田早期的思路,是一步到位,跳过半固态,直接研发不含或者几乎不含电解液的全固态电池。这条路线技术壁垒极高,锂枝晶、固固界面接触、量产工艺等难题,至今都没有找到完美的低成本解决方案。想要一步到位实现全固态量产,难度远高于先做半固态过渡。反观国内大部分企业,选择循序渐进,优先落地半固态,用较低的技术门槛,快速实现装车,抢占市场,两条路线的选择,直接造成了落地节奏上巨大的时间差。

第二,丰田本身的产业路线包袱比较重。在押注固态电池之前,丰田在混动领域深耕多年,氢能源路线也投入了巨额资金,整个企业的资源分配、生产线布局,都是围绕原有体系搭建的。想要转身全力押注纯电固态电池,要调整原有供应链、改造工厂产线,涉及巨大的沉没成本,决策会更加谨慎,推进速度自然不如国内很多没有历史包袱、专注纯电路线的车企。

第三,车企的量产逻辑,和实验室研发完全不同。丰田作为老牌大厂,对于产品的可靠性、一致性、耐久性的标准非常严苛。一款车型要推向市场,要经过海量的测试,要保证在全球不同地区,高温、高寒、潮湿、复杂路况下,几百万台车都不能出大规模质量问题。在没有十足把握之前,不会贸然推向市场,宁可推迟发布时间,也不愿意仓促上马,这也是传统大厂一贯的产品思路。

第四,供应链的配套成熟度不同。国内动力电池产业链是完整的,从上游矿产、电解质材料、隔膜,到电池封装、整车制造,形成了庞大的产业集群,上下游企业可以协同攻关,快速迭代工艺,降本增效。而日本本土的动力电池产业链配套,相比国内要单薄很多,想要快速落地全新的固态电池产线,上下游配套建设的速度跟不上,也拖慢了量产进度。

这里也要客观地说,不能简单判定丰田的固态电池研发已经失败,或者直接说丰田技术落后。丰田在固态电池领域积累的大量基础专利、材料和电池体系的研究成果,依然有很高的技术价值。只是它选择的路线更激进,想要一步到位,加上企业战略、供应链等多重因素,最终落地的时间,落后于选择渐进路线的国内厂商。

而国内固态电池产业能够快速推进,不是单一厂商的功劳,是整个新能源产业多年积累的结果。

国内新能源汽车市场经过十几年的发展,已经培育出成熟、完整的动力电池产业链,上游原材料、中游电池制造、下游整车企业紧密联动。大量资金、人才持续投入动力电池研发,市场充分竞争,倒逼企业不断迭代技术,想方设法降低成本、提升性能。同时国内巨大的汽车消费市场,给新技术提供了落地的土壤,一款新电池装车之后,可以通过海量用户的真实反馈,快速迭代优化,形成研发、量产、市场反馈、再研发的正向循环。

政策层面,国内一直鼓励动力电池技术创新,支持高安全、高能量密度动力电池的研发与产业化,引导行业向更安全、更低碳的方向发展,也为固态电池的产业化提供了良好的产业环境。

当然,我们也不能因为半固态电池率先量产,就觉得国内已经彻底赢了,或者固态电池技术已经走到头了。半固态只是过渡形态,不是最终版本。行业最终的目标,还是真正的全固态电池。就算是已经装车的半固态产品,后续依然还有很大的优化空间,包括进一步降低电解液含量、提升能量密度、延长循环寿命、降低制造成本,还有很长的产业化道路要走。

而且,除了固态电池之外,动力电池赛道上还有很多其他技术路线在同步发展,比如新一代磷酸铁锂、钠离子电池、锰基电池等,不同电池路线各有优劣,会在不同细分市场找到自己的位置,不会出现固态电池一出来,其他电池立刻被全部淘汰的局面。未来很长一段时间里,会是多条动力电池路线共存、互相竞争、互相促进的格局。

对于普通消费者来说,面对扑面而来的固态电池新闻,最需要做的是理性看待,不要盲目跟风,也不要一味否定新技术。

如果近期有购车打算,不用强行硬等固态电池。现阶段首批量产的固态车型,大概率初期产能有限,售价偏高,而且属于全新产品,还没有经过长期市场验证。如果现在就有出行刚需,当前成熟的液态锂电池车型,经过多年迭代,可靠性、成本、售后体系都已经非常完善,依然是稳妥的选择。

如果不着急买车,可以保持观望,多留意后续上市车型的详细参数、官方质保条款、第三方实测数据,不要只看厂商宣传的续航数字,重点关注电池的类型、循环寿命、质保年限、冬季实测续航表现,等产品经过市场检验,价格回归合理区间之后,再做购车决定。

还要学会区分宣传话术,分清半固态和全固态,不要把半固态直接等同于终极形态的全固态电池。看宣传的时候,仔细看清楚续航是CLTC工况还是NEDC工况,是高配版本还是入门版本,避免被模糊的宣传词汇误导。

站在行业发展的角度来看,固态电池产业化是大势所趋。电动车普及之后,用户对于续航、安全、补能的诉求越来越高,产业必然会向着更高能量密度、更高安全性的电池技术方向演进。国内产业链率先把半固态电池推向市场,是产业发展的一个里程碑事件,说明国内动力电池行业已经具备持续自主迭代、落地新技术的能力,不再只是单纯跟随海外企业的脚步。

而丰田不断推迟固态电池量产这件事,也给整个行业上了一课:再好的技术构想,如果不能解决量产工艺、成本、供应链的难题,就只能停留在实验室阶段。产业化从来不是一件简单的事情,不是实验室做出样品就算成功,要兼顾安全性、寿命、成本、一致性,还要适配整车的开发,是一套极其复杂的系统工程。技术路线的选择,没有绝对的对错,只是不同企业基于自身的资源、战略,做出的取舍。

长远来看,固态电池的落地,会进一步改变整个新能源汽车市场的格局。随着产能持续爬坡,成本不断下探,超长续航、高安全的固态电池车型,会慢慢从高端市场下放到中端市场,未来确实有机会逐步进入十几万价位区间,惠及更多普通消费者。只是这个过程不会一蹴而就,需要时间留给产业链打磨工艺、摊薄成本。

技术的迭代永远不会停下脚步,液态锂电池没有在一夜之间彻底取代燃油车,固态电池也不会一夜之间就全面取代现有的液态锂电池。新旧技术的交替,往往是缓慢、渐进的过程,中间会有很长一段时间的共存期。

说到底,所有电池技术最终的评判标准,永远是市场和用户。一款电池好不好,不是看PPT上多么华丽的数据,也不是看发布会上多么宏大的口号,而是要看能不能稳定量产,能不能控制住成本,能不能在真实的使用场景里,保障安全、足够耐用,给消费者带来实实在在的体验提升。

现在固态电池的大幕才刚刚拉开,半固态车型已经走上量产的道路,而全固态电池还在艰难攻关。有人已经率先起跑,有人还在调整自己的时间表,这场动力电池的技术竞赛,远没有到分出胜负的时候。接下来几年,会是固态电池产业化最关键的时期,能不能顺利解决量产难题,把成本打下来,真正走进千家万户,我们可以一起拭目以待。

那么问题来了,你觉得15万价位、续航1000公里的固态电车,多久才会真正普及?如果固态电池车型上市,你会第一时间入手,还是继续观望?你又怎么看待老牌车企丰田固态电池多次推迟量产这件事,欢迎在评论区说说你的看法,也可以点个关注,后续我会持续跟踪固态电池以及新能源汽车行业最新的产业动态。

免责声明:本文内容仅为行业信息科普分析,不构成任何购车投资建议,文中相关技术参数、售价预测均基于公开行业信息推演,最终量产车型参数与售价请以车企官方发布为准,技术落地进度受供应链、工艺等多重因素影响存在不确定性。