固态电池的 2028:黎明前的黑暗,还是破局曙光?

在电动汽车发展的漫漫长路上,固态电池宛如一座闪耀着希望之光的灯塔,吸引着众多车企与科研团队前赴后继地探索。多年来,人们对其寄予厚望,期待它能彻底解决电动汽车续航短、充电慢等 “老大难” 问题,进而实现对内燃机汽车的全面替代。如今,2028 年正快步走来,这一年,似乎成为了固态电池成败与否的关键节点。

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车企的 “固态” 雄心与坎坷征程

丰田:先驱者的困境与坚持

丰田,无疑是固态电池领域的先驱者。早在十多年前,丰田就已涉足这一领域,与电子产品制造商松下携手,共同开发了 1000 多项相关专利,还与石油制造商出光兴产在材料研究和采购方面紧密合作,试图构建起从研发到生产的全流程掌控体

系。长期以,丰田一直宣称将在 2027 年前推出搭载固态电池的汽车,然而,随着 2027 年的临近,这一承诺逐渐变成了 “2027 年或 2028 年”。尽管丰田至今仍未成功将固态电池投入量产,但这并非源于缺乏努力。在研发的征程中,丰田遭遇了诸多技术瓶颈,例如固态电池中电极与电解质之间的界面接触问题,这一问题导致电池内阻增加,严重影响了电池的整体性能。但丰田并未放弃,依然在持续投入资源,力求突破这些技术难关。

日产:稳步推进中的期待

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日产在电动汽车领域起步相对较早,2010 年就推出了 Leaf 车型。2024 年,日产宣布将建造一座固态电池工厂,并声称到 2028 年,其固态电池将准备好交付客户。不过,自宣布这一计划后,2025 年尚未有更多关于该项目进展的公开公告。尽管如此,日产凭借其在电动汽车领域多年积累的技术经验和市场基础,其固态电池项目仍备受关注。日产在电池技术研发方面一直秉持着稳步推进的策略,注重技术的可靠性和稳定性,或许在 2028 年,日产能够给市场带来惊喜。

本田:秘密前行的探索者

本田与丰田在汽车可靠性方面堪称竞争对手,在电动汽车领域,二者的发展历程也颇为相似。本田大胆宣布将于 2025 年 1 月投入电池生产线,此前在电池冲压技术方面的突破,显示出本田已从实验室原型研究迈向了量产准备阶段。虽然这条生产线可能更像是一个试点项目,但其意义非凡。若本田能够成功实现固态电池的量产,将成为电动汽车历史上的一个重要里程碑。不过,目前本田在这一项目上保持着相对低调的姿态,外界对其具体进展了解有限,或许本田正在秘密地进行着最后的冲刺。

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固态电池的技术魅力与现实挑战

理论优势:续航与安全的双重飞跃

从理论层面来看,固态电池具有诸多令人瞩目的优势。在能量密度方面,固态电池的能量密度能够轻松超过 600Wh/kg,而传统液态电池的理论极限仅为 350Wh/kg。例如,丰田宣称其全固态电池充电速度极快,仅需 10 分钟即可充满,续航里程可达 1000 公里,甚至有望突破 1200 公里;广州车展上亮相的奇瑞猎风,首发搭载 800V 固态电池,纯电续航有望达到 1500km。这些数据与当前主流的三元锂电池和磷酸铁锂电池相比,优势明显,能极大地缓解消费者的续航焦虑。在安全性上,固态电池用固态电解质替换了液态锂电池中具有易燃性、高腐蚀性的有机溶剂,不易燃、不挥发,大幅降低了电池发生热失控和燃烧的风险,在电动汽车、航空航天等对安全要求极高的领域具有显著优势。

技术路线:各有优劣的艰难抉择

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然而,在现实中,固态电池的技术发展面临着诸多挑战。目前,固态电池主要有聚合物、氧化物、硫化物三种技术路线。聚合物路线成本低、技术相对成熟,却是最早实现小规模量产的技术路线,但其室温下的导电率低,能量密度有限,无法满足新能源车大功率充放电的需求,动力性能较差,且需将温度提升到 60°C 以上才能改善导电问题,这在汽车应用中存在较大局限性。氧化物路线热稳定性好、电化学窗口宽、机械强度高,但其电导率一般,脆度高难以加工,界面接触差,为解决这些问题,一些厂家尝试添加润滑液,由此产生的半固态电池虽比液态电池有优势,但与固态电池相比仍有差距。硫化物固态电池的离子电导率高,与液态电解质相近甚至更优,材料相对柔软易加工,意味着能量密度大、功率大、充放电速度快,但技术难度高、不够环保,硫化物在空气中不稳定,易产生有毒气体,合成成本较高,如硫化锂的价格不低于 650 美元每公斤,导致电池成本居高不下。

成本与寿命:商业化的两大阻碍

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成本方面,固态电池的生产工艺复杂,需要全新的生产线和设备,尚未形成完整的产业链,关键材料体系、界面接触、成本控制以及安全提升等方面均存在待突破的问题。目前,固态电池的成本远高于传统液态电池,这严重制约了其大规模商业化应用。比亚迪锂电池有限公司 CTO 孙华军表示,虽然当前硫化物电解质成本较高,但规模化生产后,固态三元电池有望与液态三元电池实现同价。上海屹锂新能源科技有限公司董事长张希称,由于源头材料硫化锂价格大幅下降,电解质成本下降迅速,去年硫化物电解质价格在 7 - 8 万元 / 公斤,今年已降至 1 - 2 万元 / 公斤,预计明年到 6000 - 7000 元 / 公斤,2030 年有望达到几百元每公斤。然而,实现这一目标仍需克服诸多困难。在电池寿命上,有传言称磷酸铁锂电池使用寿命在 20 年左右,而固态电池的使用寿命可能仅为其十分之一,即 2 - 3 年;从循环寿命(充放电)来看,磷酸铁锂电池能做到 3000 次以上,半固态电池通常仅在 800 到 1000 次,固态电池据说基本都只在数百次左右。虽然这些数据尚未得到完全证实,但电池寿命问题确实是消费者关注的焦点,也是固态电池商业化进程中必须解决的难题。

2028:固态电池的命运转折年?

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尽管面临重重挑战,但业内对固态电池在 2028 年实现重大突破仍抱有期待。高工锂电产业研究院(GGII)认为,当前固态电池虽处于发展初期,主要以半固态电池为主,但全固态电池有望在技术突破、工程化量产及下游验证完成后,于 2028 年进入 GWh 级应用阶段。今年,半固态电池出货量预计约 7GWh,到 2030 年将超过 65GWh;预计全固态电池 2028 年可实现出货量突破 1GWh。从市场格局看,头部企业凭借技术研发、资金支持、上下游协同等优势,在固态电池领域占据领先地位,但二、三线企业也在积极寻求突围。宁德时代已建成 10Ah 全固态电池性能验证平台,并计划在 2027 年实现小规模量产;中国第一汽车集团公司首席科学家兼研发总院高端汽车集成与控制全国重点实验室主任王德平表示,预计能量密度达到 400Wh/kg 的全固态电池在未来两到三年内有望实现小批量装车,其公司计划在 2027 年投放一款搭载全固态电池的车型;广汽埃安也在开发基于硫化物和聚合物的多元复合路线固态电池。众多企业的积极投入,为固态电池在 2028 年的发展增添了诸多可能性。

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