1、 30/30作者：一氣貫長空2017年，總部設在加州安納海姆的美國電動汽車公司Fisker發(fā)布了一項剛完成申請的固態(tài)鋰電池專利：充電1分鐘，續(xù)航800公里。這個續(xù)航表現是特斯拉在2016年發(fā)布的Model 3約346公里續(xù)航的2.3倍。創(chuàng)始人Henrik Fisker在接受采訪時信誓旦旦地表示，固態(tài)鋰電池會在2023年量產，價格只有鋰電池的三分之一。Henrik Fisker這不是Fisker公司第一次涉足固態(tài)電池領域，也不是Henrik Fisker第一次在公眾面前畫“固態(tài)電池”的餅。2018年，Henrik Fisker表示，公司攻克了固態(tài)電池難題，最終設計將在數月內公布。2019年，搭載

2、固態(tài)電池的Fisker跑車遲遲無法下線，公司只能推出搭載液態(tài)鋰離子電池的普通電動車來堵住愈發(fā)猛烈的批評聲。2021年，Henrik Fisker表示，已徹底放棄固態(tài)電池計劃。至此，Fisker公司的全球固態(tài)電池最速量產夢，徹底宣告破碎?！斑@是一種這樣的技術，當你覺得已經完成了90%，幾乎達到目標時，然后你意識到剩下的10%比前面的90%困難得多。因此現在，我們完全放棄了固態(tài)電池，因為真的無法落地?！盚enrik Fisker說，“我個人認為，不管是哪種形式的量產，固態(tài)電池都至少還需要7年?！弊鳛橐簯B(tài)鋰離子電池的替代者，固態(tài)電池的出現與發(fā)展具有歷史必然性。相比鋰離子電池，固態(tài)電池安全輕量、成本合

3、理、支持快充，是下一代動力電池的最佳出路，是根除現有電動汽車續(xù)航里程頑疾的唯一處方，是電動汽車徹底干掉燃油車的鋒利殺手锏。2022年，中國智能電動汽車公司蔚來將在全新車型ET7上搭載容量為150度的固液混電池包，2022年也因此被劃定為“固態(tài)電池上車元年”。是期貨畫餅，還是腳踏實地。是熱錢所向，還是黃粱一夢。答案，就寫在固態(tài)電池的電解質里。電動汽車新“腎寶”提起電動汽車，大部分人的第一反應是：“腿”太短。這里的“腿”短，并不暗諷電動汽車四個輪圈尺寸偏小，而是直截了當地指出現售電動汽車的續(xù)航里程普遍無法覆蓋一臺交通工具應能支撐的行駛場景。續(xù)航大幅縮水、半路趴窩、冬天開電動車差點被凍僵等駕駛電動車

4、出行時遇見的荒唐問題常見報端。電動汽車續(xù)航虛的缺點在寒冷天氣中被幾倍放大的同時，也降低了潛在消費者對這種新能源形式的信任閾值。北汽新能源研究院副院長代康偉曾總結過電動車冬季續(xù)航衰減的三大因素：第一個困擾是電池本身。電池作為一個化學產品，一旦溫度低，內部電解液會變得黏稠、鋰離子遷移速率變慢，導致電池活性降低，影響電池性能和容量。第二個困擾是空調系統(tǒng)。在燃油車里，空調系統(tǒng)依賴發(fā)動機余熱供暖。但電動車沒有發(fā)動機，依賴電池供暖，消耗巨大。第三個困擾是低溫導致傳動系阻力增加。冬天空氣密度和夏天空氣密度不一樣。冬天空氣密度增大，導致風阻變大，電能消耗隨之暴增。從電動汽車誕生之日起便與之深度捆綁的“里程焦慮

5、”并沒有因技術進步發(fā)生太多改變。究其原因，是電動汽車的心臟動力電池至今沒有顛覆性創(chuàng)新出現。1881年，全球第一臺電動車呱呱墜地，42歲的法國電氣工程師古斯塔夫特魯夫（Gustave Trouv）在巴黎國際電力科技展上首次展示了它，驅動其前行的是笨重龐大且危險的鉛酸電池。1997年，日后稱霸全球的混合動力汽車第一代豐田普銳斯量產交付，它使用的是由日本松下制造，重量53.3公斤的鎳氫電池組。但在普銳斯席卷全球前，日本索尼公司在1991年成功生產出全球首款商用鋰離子電池。高能量密度和快充友好兩大特性，讓鋰離子電池在消費電子領域坐上一飛沖天的噴射器。2008年，特斯拉將鋰離子電池裝載在了徹底顛覆百年汽

6、車行業(yè)格局的跑車Roadster上，一段屬于鋰離子電池的汽車神話故事就此寫下開篇。至今，鋰離子電池已完成三次技術代際轉換：鈷酸鋰正極是第一代，錳酸鋰和磷酸鐵鋰是第二代，三元鋰是第三代。三代鋰離子電池均由四大部分組成：正極、負極、電解液與隔膜。磷酸鐵鋰和三元鋰是各大汽車公司最偏愛的主流配方，前者價格低，穩(wěn)定安全，但能量密度低且低溫性能差。后者能量密度高，支持快充，但價格高且熱穩(wěn)定性差。但無論是磷酸鐵鋰和三元鋰，都將很快面臨兩大天花板：能量密度與安全問題。首先，當前液態(tài)鋰離子電池的能量密度極限約為280Wh/kg。即便向負極引入硅基合金，也很難突破400Wh/kg的密度上限。工信部在中國制造 20

7、25中指出：“到2025年、2030年，我國動力電池單體能量密度分別需達到400Wh/kg、500Wh/kg?！边~不過能量密度門檻意味著拿不到與能量密度高度掛鉤的新能源補貼，這足以讓普通圈層消費者對電動汽車瞬間“下頭”。其次，液態(tài)鋰離子電池中具備高度可燃性的液態(tài)有機電解液被普遍認為是隱藏在電動車自燃事故頻發(fā)背后的第一元兇。2019年國家市場監(jiān)督管理總局召回的3.3萬臺新能源汽車。因動力電池問題而召回數量為6,217臺，占新能源汽車總召回量的18.7%。2020年全年新能源汽車召回35.7萬臺，其中因三電系統(tǒng)缺陷召回11.2萬臺，占新能源汽車召回總數量的31.3%。在中國電動汽車百人會發(fā)布的電動

8、汽車安全報告中，自燃占國內新能源汽車起火事故原因的比例高達31%，可燃性液態(tài)有機電解液一日不退出歷史舞臺，零自燃的百分百安全構想就無法達成，電動汽車全面取代燃油汽車的遠期愿景就不會實現。從2008年特斯拉將液態(tài)鋰電池導入電動汽車領域開始計算，傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池對動力電池市場的全權統(tǒng)治時間超過十年，能量密度、安全需求、續(xù)航里程、成本訴求與液態(tài)鋰離子電池間的矛盾已不可調和。中科院院士歐陽明高曾公開表示，要實現2030年500Wh/kg的能量密度目標，固體電解質層面的突破是不得不走的必由之路。固態(tài)電池，就是這條路上距離我們最近的里程碑。為什么一定是固態(tài)電池？原因有三：第一，不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不

9、漏液、耐高溫的固態(tài)電解質取代電解液、電解質鹽與隔膜，徹底解決可燃性液態(tài)有機電解液導致的自燃風險；第二，固態(tài)電池能量密度高，有很大希望突破500Wh/kg關口，此舉可將電動汽車續(xù)航里程拉高至800公里到1000公里。加之固態(tài)電池工作溫度范圍寬、支持超級快充，是實現“加電比加油方便”的最短鍵程。第三，固態(tài)電池可大幅為系統(tǒng)減重。固態(tài)電池電芯內不含液體，可先串聯再封裝。同時因其完全不可燃的特性，BMS溫控組件將不復存在，多措并舉提升續(xù)航里程。從技術緯度分析，固態(tài)電池是下一代動力電池的最佳出路，是根除現有電動汽車續(xù)航里程頑疾的唯一處方，是電動汽車干掉燃油車的鋒利殺手锏。但在各大汽車公司傳統(tǒng)巨頭也好，新興

10、勢力也罷的落地時間表上，固態(tài)電池的最早出現時間是2022年第四季度。這時，搭載150度電池包、續(xù)航超過1000公里的固態(tài)電池版蔚來ET7將正式開跑。但這似乎可以扛起“固態(tài)電池”商業(yè)量產大旗的150度電池包，本質不過是終局技術路線下的過渡產物，它有一個“半成品”式的名字半固態(tài)電池。技術新神話，還是資本老騙局？作為和電動汽車一樣嶄新的事物，固態(tài)電池得到資本高度青睞的同時，也在經受著同樣力度的質疑。其中，最常被大寫加粗的懷疑角度是：量產進度。這個問題的答案，我們可以從世界各大知名汽車公司的固態(tài)電池上車時間表中一窺端倪。蔚來是全球汽車公司中進度最快，且時間先發(fā)優(yōu)勢明顯的“課代表”，150度半固態(tài)電池包

11、預計將在明年第四季度量產搭載。日本汽車公司中最快的是豐田，雖然在2020年就已制造出測試原型車，但真正量產要到2025年。德國汽車公司目前處于齊頭并進狀態(tài)，大眾集團在2018年向固態(tài)電池硅谷創(chuàng)業(yè)公司QuantumScape注資1億美元，成為最大股東。2020年追加兩億美元。今年，大眾集團宣布會在2025年使用固態(tài)電池。QuantumScape的固態(tài)電芯寶馬集團今年向總部位于美國科羅拉多州的固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司Solid Power投資1.3億美元，明年開始進行固態(tài)電池原型車的測試與集成，2025年前推出原型車，2030年前量產。梅賽德斯-奔馳同樣在今年與固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司Factorial Ener

12、gy達成戰(zhàn)略協(xié)議，2022年開始測試電池原型，未來五年內量產上路。這是奔馳與Hydro Quebec合作后，第二次向固態(tài)電池公司注資。美國汽車公司則呈現出鮮明的割裂感，底特律三巨頭之一的福特集團在2017年投資Solid Power，明年開始測試產品，2025至2030年間進入道路實測。Solid Power通用汽車今年10月宣布在美國密西根州投資設立新的電動車電池研發(fā)中心，專注攻克固態(tài)電池研發(fā)技術難題。2018年，通用汽車向固態(tài)電池公司Solid Energy Systems注入B輪融資。今年4月，又領投了Solid Energy Systems總額為1.39億美元的D輪融資。已經合并為世界

13、第四大汽車公司Stellantis集團在12月宣布，與總部位于馬薩諸塞州沃本市的固態(tài)電解質材料電池制造商Factorial Energy簽署聯合開發(fā)協(xié)議，在2026年引入首個具有競爭力的固態(tài)電池技術。盡管固態(tài)電池已被認定為液態(tài)鋰離子電池的“終結者”，但始終有一個人不買賬。他就是埃隆馬斯克。與各大汽車公司對固態(tài)電池前赴后繼的熱切態(tài)度截然相反，埃隆馬斯克與他的特斯拉始終對這項新技術保持靜默與距離。在2020年舉行的特斯拉年度股東大會及“電池日”活動上，埃隆馬斯克宣稱公司新研發(fā)的“4680”電池能量密度提高5倍，續(xù)航里程提高16%，6倍充放電功率，每千瓦時的成本下降14%，電池產線的速度提高7倍。全

14、新的電池包采用無模組設計，大約由960個（40 x24）“4680”電池組成，相比由4400多個“2170”電池組成的電池包，體積重量大幅減少，能量密度提升到300Wh/kg，輕松突破液態(tài)鋰離子電池的能量密度極限。埃隆馬斯克不懂電池技術？不，恰恰因為他是電池技術天才，才一眼“識破”了汽車公司與固態(tài)電池間不斷上演的“期貨”把戲。固態(tài)電池在所有緯度都超越液態(tài)鋰離子電池是不爭的事實，但從各大汽車公司的時間表上不難發(fā)現固態(tài)電池的共性：商業(yè)化時間太久，2030年已是最樂觀的估計。這里，讓我們將視線轉向截至目前，全球范圍內唯一實現動力電池領域量產的法國博洛雷集團（Bollore Group）。博洛雷集團（

15、Bollore Group）是一家由法國望族博洛雷家族全盤掌控的世界500強公司，是固態(tài)電池領域歷史最悠久，研發(fā)實力最強的機構之一。2011年10月，博洛雷集團開始在其自主研發(fā)的電動汽車“Bluecar”和電動巴士“Bluebus”上搭載搭載容量為30度，由BatScap制造的固態(tài)電池，這些車輛在法國巴黎及郊外以共享方式服務。截至2019年關閉前，2900輛固態(tài)電池電動車累計服務用戶近20萬人，每天的利用次數約1.8萬次。博洛雷集團是第一家成功將固態(tài)電池規(guī)模商業(yè)化運作的公司，但這塊固態(tài)電池包的容量只有30度，能量密度僅有100Wh/kg，只有液態(tài)鋰離子電池的一半。博洛雷牌固態(tài)電池面臨的問題，正

16、是所有固態(tài)電池制造商亟待攻下的課題：實驗室的內外之差。今年11月，市值超過福特汽車的美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司QuantumScape宣布，電池單元原型在800次循環(huán)（100%放電深度）后，保持了80%以上的初始容量。但投資研究網站Seeking Alpha在一份公開報告稱QuantumScape的電池“體積太小，從未在實驗室外測試過”。Seeking Alpha認為，固態(tài)電池能在實驗室外的真實場景中達到所需的倍率和溫度功能，是非常，非常困難的，困難到沒有人做過?！八鼈兓蛟S永遠不會達到宣傳的性能。” Seeking Alpha表示。QuantumScape創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Jagdeep Singh

17、對此反擊稱，“Seeking Alpha的報告讀起來就像是一個對電池一無所知的人寫的。”那么，讓固態(tài)電池長期滯留在科研階段，站在商業(yè)化量產門外的核心因素是什么呢？回歸固態(tài)電池的本質固態(tài)電解質，就能撥開迷霧。固態(tài)電解質材料目前有三種主流體系：聚合物、氧化物和硫化物。這是三種信仰完全不同的材料路線，歐美公司選擇氧化物與聚合物體系，日韓公司偏向硫化物體系。聚合物體系的優(yōu)點是高溫離子電導率高，方便加工。但它在室溫下離子電導率極低，大大制約了其發(fā)展廣度。法國博洛雷牌固態(tài)電池就是聚合物體系下的產物。一個荒誕意味十足的事件是，為了讓自家電動車能在室溫下正常工作，博洛雷集團特意為每輛車配載了加熱器，發(fā)動前將電

18、池系統(tǒng)升溫至 60至80。長時間停車，加熱器不能下線，那時的技術無法實現遠程提前開啟。氧化物體系的優(yōu)點是綜合性能佳，其中薄膜型產品對工藝技術要求苛刻，成本與規(guī)?；a難度很大，不適合產能巨大的電動汽車。非薄膜型產品是目前最炙手可熱的電動汽車電池解決方案，QuantumScape是該路線的忠實信徒。硫化物體系的優(yōu)點是擁有堪比液態(tài)電解質的離子電導率，快充支持度高，是電動汽車能否快速取代燃油車的勝負手，是日韓公司豐田、本田、三星和中國電池巨頭寧德時代選擇的技術路線。但硫化物體系的開發(fā)進度最初級，無法商業(yè)化量產的風險也最高。液態(tài)鋰離子電池，作為當代世界發(fā)展的主推器，科學原理與它出現時沒有實質改變。固態(tài)

19、電池的登場，撼動了它曾不可動搖的根基，唯一困擾它的，只剩仍是星辰大海的批量生產。“換道超車”還是“敗走麥城”來自新能源產業(yè)專業(yè)研究機構起點鋰電研究院的統(tǒng)計顯示，今年前十個月全球動力電池裝機量225GWh，同比增長116.1%。排名前十的企業(yè)分別為寧德時代、LG新能源、松下、比亞迪、SKI、三星SDI、中創(chuàng)新航（中航鋰電）、國軒高科、AESC和蜂巢能源，10家企業(yè)合計市場份額達到92.2%。其中寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航（中航鋰電）、國軒高科和蜂巢能源5家是中國公司。液態(tài)鋰離子電池戰(zhàn)場的失勢，讓美國和日本企業(yè)跳過現有階段，在另一條賽道固態(tài)電池擲下重金。中國科學院院士歐陽明高曾在2019年中國電動汽車百人會論壇上表示：“日本為了應對中國和韓國電池產業(yè)的崛起，自2017年起舉全國之力研發(fā)下一代固態(tài)電池，并投入了大量的研發(fā)經費。美國和歐洲也在全力開發(fā)新一代固態(tài)電池，以實現超越。中國電池產業(yè)雖然取得暫時優(yōu)勢，但國際競爭壓力巨大，