“蔚來電池”不未來，它才是下一代鋰電池技術路線的制高點
1月9日，蔚來汽車一年一度的NIO Day發佈會如期舉行。期間蔚來放出“大招”，宣佈打算在2022年四季度配置首款容量高達150kWh、續航1000公里的固態電池。
固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。由於其被認為是替代液態電池的下一代動力電池主要技術路線，因此是目前眾多電池廠商和車企的重點研究方向。
如此驚人的消息傳出，自然在動力電池領域尤其是電解液和隔膜行業引起巨大反響。與此同時，週一A股鋰電池概念股跟隨遭受重挫。
隨後有專業人士指出，市場對蔚來汽車的固態電池有一些誤讀，蔚來將採用的並非純正意義上的固態電池。説白了它只是一個相對初級的半固態電池，製作過程仍需使用電解液、隔膜這些材料。而且量產進度需看後續推進情況，真正使用固態電解質的“固態電池”量產以及裝車尚需時日。
或許很多人沒有想到，實際上把市場嚇得夠嗆的“蔚來電池”只是一個營銷噱頭。
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動力電池、消費電池以及儲能電池是鋰電池的三大應用領域，其中動力電池佔到約50%左右。
隨着全球汽車電動化趨勢不可避免，動力電池市場作為鋰電池的重要應用領域，對長續航、安全性的不斷追求，使得固態電池技術也在長足發展。
相比較傳統的液態電池，固態電池與其工作原理並無實質區別。只不過兩者主要的區別在於後續因考慮能量密度的提升及安全性導致使用材料的改變。
目前，液態電池存在的痛點主要是能量密度和安全性之間的權衡，讓電池企業和車企很難顧此及彼。
就拿磷酸鐵鋰和三元鋰來説，磷酸鐵鋰電池安全性好、成本低，但能量密度不高，耐低温性能差，儘管目前比亞迪改進成刀片電池，但能量密度僅是向三元鋰靠攏。而三元電池雖然能量密度高，耐低温，但存在安全性差，成本高的缺點。
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固態電池出現，現有液態電池體系是否會被顛覆？
答案是，短期不會，但中期受部分材料替代會有些影響，後期除了四大材料中正極和導電箔外，其他材料將被顛覆。
日本科學家認為，可規模化的液態鋰電池體系能量密度上限為300Wh/kg，中國和美國的科學家則認為上限可能是350Wh/kg。目前除了特斯拉Model 3用到的三元鋰電池的能量密度可以達到260Wh/kg之外，大多數新能源電動車三元鋰電池能量密度普遍在200wh/kg左右，並沒達到科學家認為的能量密度上限。
因此，液態電池技術仍有改進發展的市場前景，全球電動化進程給國內鋰電池產業鏈帶來的機會，短期很難會被顛覆。
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根據中國製造2025規劃，2020年鋰電池能量密度要達到300Wh/kg，2025年為400Wh/kg，2030年為500Wh/kg。
理論上，液態電池最高能量密度為350Wh/kg，因此未來如果繼續推進的話將很難達到規劃的要求。
相較於液態電池，固態電池的能量密度可以達到500Wh/kg以上，發展固態電池更符合政策的要求。
不過，由於固態電池技術攻關非常難，無法做到一蹴而就，但面對全球汽車電動化浪潮，鑑於消費者對續航和安全性的更高要求，所以電池企業只能採取折中方法，通過對電解液的改變逐步向固態電池晉級，以此形成了從液態到半固態再到全固態的技術路徑。
對於這次蔚來高調宣佈eT7搭載的半固態電池，實質上體現的是車企們作為先行者在電池裝配上對半固態電池使用的初步嘗試。
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液態電池向固態電池的這場演變過程，勢必一些舊材料諸如電解液、負極材料、隔膜等會被其他新材料逐步替代，而一些新材料如金屬鋰、高電壓複合正極材料等得以應用。
然而，液態電池向半固態電池的改進，其實對現有液態電池四大材料體系衝擊會比較小。因為半固態鋰電池意味着附帶少量有機溶劑去改善聚合物電解質的離子電導率，那麼電解液和隔絕正、負極材料的隔膜仍需要用到。
儘管這樣，但是還要説的是半固態鋰電池從本質上充當一種過渡產品，並非最終解決方案。
到了固態電池時代，除了正極材料，負極材料體系的金屬鋰、固態電解質將替代液態電池時代用到的石墨、硅碳，電解液的有機溶劑。而隔膜也因固體電解質具備的電子絕緣性和離子導電性而被拋棄。至此，液態電池的產業體系被顛覆。
毫無疑問，長期來看，關注液態電池和半固態電池並不可行，對於投資者而言，固態電池才是最值得投資的領域。
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據統計，固態電池的研究有50餘年時間，已經發展成三條主流技術路線：聚合物固態電池、氧化物固態電池以及硫化物固態電池。
不過，目前真正能做到在汽車領域商業化的是聚合物固態電池，2011年由法國Bolloré公司推出，用在市內租賃電動車領域。但是這款聚合物固態電池存在非常大的缺陷，一是需要另外高温加熱才能工作，二是能量密度和續航里程極低，僅為230Wh/kg、250km，遠不如現在的液態電池性能。
對於氧化物固態電池，業內認為綜合前景最好，但由於技術和製備工藝非常苛刻，現在只能做成小微型電池，用於微芯片、微機電系統、微型存儲器、植入式醫療器械、無線傳感器等低能量供電領域。想要用到電動汽車領域接下來仍需要足夠多的技術攻關。
硫化物固態電池是在固態電池領域技術儲備足夠完善的一條賽道，當前最有望實現在汽車領域商業化。
2010年豐田就生產了一款10cmx10cm大小的硫化物固態電池，2014年將其能量密度改進達到400Wh/kg。豐田本來計劃在2020年實現硫化物固態電池的產業化，推出10款全固態電池汽車，但受疫情影響導致有所推延，不過未來1-2年內應該有望看到。
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下面再打算説一説現階段主要企業在固態電池的參與佈局。
固態電池領域市場參與者眾多，全球範圍內涉及超過50家制造企業、初創公司和高校科研院進行“軍備競賽”。
日本固態電池領域研發起點早，底藴深厚，部分企業可依靠自身優勢組建研發團隊攻克技術難關。同時，車企橫向聯合科研機構、電池和材料企業等抱團參與。在這裏，以豐田、松下作為代表。
中國對固態電池研究不及日本、歐美早，因此只能選擇縱向聯合，高校及研究機構共同開發固態電池技術。其中參與主體包括中科院化學所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構，贛鋒鋰業、寧德時代等電池企業。
更有其他領域企業看好固體電池跨界投資，如以汽車零部件為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等。
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