撰文 / 塗彥平編輯 / 張 南設計 / 趙昊然
2022年，半固態電池量產上車元年？
5月27日，國軒高科在公司第十一屆科技大會上發佈了一款半固態電池。這款電芯能量密度達到360Wh/kg，將在今年年底量產上車。
鋰離子電池的電芯包括正負極、電解質、隔膜等，從電芯層面提高電池能量密度，就是從這些組成部分入手。半固態電池正好處在電解質提升這條路線上。
電解質材料的演進正從電解液向半固態電解質、準固態電解質、全固態電解質發展。
業內認為，全固態電池的產業化時間應該是在2025年之後，甚至在2030年。而在此之前，更具有產業化可行性的是半固態電池。
目前看，半固態電池量產裝車的時間點已經到來。
首搭高合？
國軒高科發佈的半固態電芯，尺寸為580mm*120mm*9mm，重量為1341g，容量為136Ah，單體能量密度達360Wh/kg。
這款電芯，正極材料顆粒表面包覆有固態電解質，同時使用高安全的液態電解質、新型高安全功能隔膜及硅負極。
它通過了針刺、過充、過放、短路、擠壓等測試項目。在三元電芯一向畏難的針刺測試上，國軒高科的第一代半固態電芯通過了測試條件1mm、0.1mm/s的針刺測試，到了第二代半固態電芯，已經能夠通過5mm、25mm/s測試條件的針刺測試。
除了針刺測試，在熱箱測試中，這款電芯在180℃的室温條件下能夠保持30分鐘，高於國標要求（130℃、30分鐘）。
國軒高科工程研究總院常務副院長張宏立稱，除了360Wh/Kg三元半固態電池計劃在今年實現量產，400Wh/Kg的三元半固態電池目前在公司實驗室已有原型樣品，未來還將通過技術創新落地硅基負極迭代，鋰金屬負極和預鋰技術，加速液態電池向半固態過渡，最終實現全固態。
搭載國軒高科半固態電池的車型，電池包能量密度260Wh/kg，電量達到160kWh，續航里程長達1000km，車輛百公里加速時間為3.9s。
雖然沒有明説是什麼車型，但從現場演講展示的圖片可以看出，這輛車是高合汽車HiPhi X。
這與高合汽車2021年3月發佈的“高合升能計劃”也大致吻合。根據這項計劃，高合將推出160kWh超高電池包升能服務，升能後，HiPhi X在NEDC工況下最高續航里程可達1000 km。這項服務將在2022年第四季度接受預定並在2023年第一季度開始實施。
誰是第一棒
有據可查的信息顯示，國內首次公開的可行駛固態電池樣車是北汽新能源2020年7月推出的。
2022年以來，半固態電池的量產裝車消息多了起來。
率先實現半固態電池上車的是TO B市場的運營車輛。
1月22日，東風-贛鋒高比能固態電池（實為半固態）E70示範運營車在江西省新餘市首發，首批投放的50台東風風神E70完成交付。贛鋒鋰電官方稱，東風風神E70搭載的固態電池系統全球率先實現基於柔性固態隔膜的混合固液鋰離子電池裝車。
不過，東風風神E70所搭載還是贛鋒鋰電的第一代固態電池。官方沒有公佈具體的能量密度數據。贛鋒鋰電第二代固態電池目前也在研發中，其能量密度將超過360Wh/kg。
1月13日，孚能科技在與投資者互動時表示：“公司第一代半固態電池（能量密度330Wh/Kg）送樣給整車廠客户獲得了良好反饋。”
3月，在中國電動汽車百人論壇上，衞藍新能源首席科學家、創始人李泓透露，衞藍新能源開發了混合固液電解質動力電池，並將在蔚來ET7車型上量產應用，單次充電1000km，電池包電量達到150kWh，單體能量密度達到360Wh/kg。
蔚來此前透露，150kWh的半固態電池包將於2022年第四季度開始交付。除了ET7，蔚來所有車主均可升級使用該電池包。
TO C市場的半固態電池上車，不知道高合和蔚來誰先搶到第一棒。
半固態電池量產上車，是一個很重要的時間節點。不過，半固態電池量產初期，價格不會便宜，有多少消費者願意為此買單還是一個未知數。
這也正是半固態電池率先在高合、蔚來等高端電動車上落地的原因。
今年4月，韓國研究機構SNE曾預測，基於目前的情況，全固態電池的成本至少是鋰離子電池的兩倍。
借用華大基因CEO尹燁的一句話：科技最大的失敗，在於無法普及，老百姓用不起。
所以，量產只是第一步，半固態電池技術能規模化推廣的前提是成本的合理下降。
走向2025年
除了贛鋒鋰電、衞藍新能源、國軒高科，目前，寧德時代、比亞迪、孚能科技、蜂巢能源等電池企業也都在固態電池領域有所佈局。
這裏還要提一下輝能科技，這家台灣公司早在2012年就開發出了固態電池，並已經在智能手錶等小型IT設備上得到應用。
輝能科技正在與奔馳在固態電池上合作，奔馳將在2022年年底前幫助輝能科技在歐洲建好固態電池生產製造廠，生產的全新固態電池將在未來五年內運用在一系列乘用車當中。
因為高比能和高安全性，固態電池已經成為全球車企和電池企業着力的賽道，初創公司也拿到大筆投資。
大眾汽車、上汽集團投資美國固態電池初創公司QuantumScape，該公司計劃在2025年左右將電池投入生產。
現代、奔馳和Stellantis投資美國固態電池初創公司Factorial Energy，該公司希望從 2026 年開始在電動汽車中使用固態電池。
福特、寶馬、現代共同投資美國固態電池初創公司Solid Power，希望在2027年左右推出產品。
今年3月，李泓提出，“儘管日本、韓國、歐洲、美國在全固態電池方面研發和產業佈局比較早，但是中國因為選擇了混合固液電池的路線而率先實現固態電池的規模量產。”
不過，如果從國家角度來講，在固態電池的研究上日本最為重視。日本已經推出國家電池戰略，制定了在2030年左右實現全固態電池的全面商業化的目標。
中國科學院院士歐陽明高就曾表示，“我們現在研發全固態電池還屬於各自為政階段，沒有一個完整的國家計劃來推動，所以相比之下，日本要超前我們5年。”
他認為，2025年是液態電池向固態電池過渡的關鍵期。
寧德時代也曾判斷，固態電池小規模商業化至少要到2025年以後。
我國《節能與新能源汽車技術路線圖》2.0版本提出，到2025/2030年，我國純電動汽車上搭載的動力電池單體能量密度要分別達到400Wh/kg、500Wh/kg。
目前業內公認的鋰離子電池能量密度上限大概是300Wh/kg，要實現上述目標，發展固態電池可能是必由之路。
現在，讓我們邁出半固態電池量產上車的第一步吧。
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