最近，很多正在考虑购买或者刚刚买了新能源汽车的朋友，心里可能都在犯嘀咕，一个问题反复出现：我是不是买早了？
这个疑问不是空穴来风，而是因为一项被谈论了许多年的新技术——固态电池，在过去的一年里取得了让人意想不到的突破性进展。
过去它总像是科幻电影里的道具，离我们的生活很远，但现在，它好像突然就出现在了我们家门口，敲锣打鼓地宣告一个新时代的来临。
要弄明白这件事为什么这么重要，我们得先说说现在大家车里用的电池是怎么回事。
目前主流的电动汽车用的都是液态锂电池。
我们可以打个比方，把这种电池想象成一个内部充满了液体的容器，锂离子就像游泳选手，在充电和放电时，从容器的一端（负极）游到另一端（正极），再游回来。
这个过程重复得多了，就会出现一些问题。
首先，这些“液体”是有机电解液，本身是易燃的，这就带来了安全隐患。
其次，时间长了，电池内部可能会长出一些叫做“锂枝晶”的针状结晶，它们像尖刺一样，如果刺穿了正负极之间的隔膜，就会造成电池内部短路，轻则电池报废，重则引发热失控，也就是我们偶尔在新闻里看到的车辆自燃。
而且，为了安全，电池的能量密度也不能做得太高，这就限制了续航里程。
而固态电池，顾名思义，就是把电池里那些液态的东西，换成固态的电解质。
这一下就从根本上解决了许多问题。
因为是固态的，所以它不可燃，安全性大大提高，你用针去刺穿它，它也不会起火燃烧。
没有了液体，锂离子在固态材料里移动，也不会轻易形成那种危险的“锂枝晶”。
这就好比把一条拥挤的游泳赛道，换成了一条宽阔平坦的专用高速公路，选手们（锂离子）可以跑得更快、更安全。
带来的直接好处就是，电池可以做得能量密度更高，也就是说同样大小和重量的电池，能储存更多的电量，让车跑得更远；同时，充电速度也能得到显著提升。
这个美好的设想，在2023年，由全球几家顶尖的企业从实验室里搬了出来，变成了看得见摸得着的产品。
首先是日本的丰田公司，他们在固态电池领域研究多年。
去年他们宣布在硫化物固态电池技术上取得了重大进展。
他们开发出一种极薄的硫化物电解质膜，可以让锂离子快速通过，同时又足够坚固，能够抵挡锂枝晶的生长。
根据他们公布的数据，使用这种技术的电池，充电时间可以缩短到10分钟以内，并且在经过上千次充放电循环后，容量还能保持在90%以上，这意味着电池的寿命非常长。
更关键的是，丰田找到了低成本的量产方法，可以通过类似印刷的工艺来制造这种薄膜，这让他们有信心将原定的量产计划提前到了2027年。
与此同时，我们中国的企业也拿出了惊人的成果。
位于江苏昆山的清陶能源，去年下线了全球首条吉瓦时（GWh）级别的固态电池生产线。
这不再是实验室样品，而是真正意义上的规模化生产。
清陶走的是氧化物技术路线，他们巧妙地将传统认知里又硬又脆的陶瓷电解质，做成了像凉皮一样柔韧的薄片，可以卷绕起来制成电芯。
这种电池的能量密度达到了每公斤420瓦时，比现在市面上高端的液态电池还要高出大约30%。
最令人振奋的是它的成本，已经做到了每瓦时0.8元左右，非常接近目前市场上性价比最高的磷酸铁锂电池了。
清陶通过改进工艺，降低了生产能耗和难度，使得生产良率从60%大幅提升到了85%，为大规模市场化应用铺平了道路。
紧接着，全球最大的动力电池制造商，中国的宁德时代，也发布了他们的“凝聚态电池”。
这是一种介于液态和全固态之间的半固态技术。
可以把它理解为一种“果冻”电池，在高分子聚合物构成的网状结构里充满了电解液，锂离子在其中可以快速移动，既保持了液态电池的高导电性，又因为被固定在凝胶里，避免了漏液和燃烧的风险。
这款电池的能量密度更是达到了惊人的每公斤500瓦时，是目前行业的最高纪录。
首批产品已经应用在了民用无人机上，让无人机的续航时间从一个半小时延长到了两个半小时。
宁德时代表示，车载规格的凝聚态电池也将在2024年推出，如果一辆车安装100度电的这种电池包，整个电池包的重量会比现在的同类车型轻一百多公斤，相当于车上少坐了两个成年人，这对提升车辆的能效和操控性都有着巨大的好处。
这些技术的突破，意味着过去困扰固态电池的性能、成本和量产这三大难题，正在被逐一攻克。
它不再是遥不可及的未来科技，而是已经开始影响我们现实生活的产品。
比如，蔚来汽车已经向用户交付了搭载150度半固态电池包的车型，有车主实测，一次充电从北京开到了青岛，续航超过1000公里，彻底告别了长途里程焦虑。
当然，我们也要客观地看到，固态电池要全面取代现有的液态电池，还面临着一些挑战，这也是文章标题里提到的“短板”。
比如，清陶85%的生产良率虽然进步巨大，但相比液态电池超过98%的成熟工艺，还有提升空间，这意味着初期成本和品控压力依然不小。
不同技术路线也各有其短处，比如硫化物材料对空气和水分非常敏感，生产环境要求极为苛刻；而氧化物陶瓷材料的脆性问题，虽然通过柔性化技术有所缓解，但在极端碰撞条件下的可靠性仍需更多验证。
此外，整个行业对于固态电池的安全测试标准还没有统一，各家企业自说自话，消费者难以进行横向比较。
尽管存在这些问题，但大趋势已经不可逆转。
全球的政策都在推动这项技术的加速落地。
欧盟计划将固态电池纳入未来的“碳关税”豁免清单，这意味着谁先用上固态电池，谁的汽车产品在欧洲市场的竞争力就更强。
我们国家工信部也正在牵头制定相关的安全规范，明确要求电池包在发生单个电芯热失控时，不能蔓延到其他电芯，也就是“零热扩散”，这为高安全性的固态电池量产亮起了绿灯。
行业内的共识是，2024年是布局固态电池的关键一年，如果现在不行动，可能就会在2027年左右的市场竞争中失去位置。
对于我们普通消费者来说，这一切意味着选择变得更加丰富，也更加考验判断力。
如果你近期有购车计划，可能需要思考一下：是选择技术成熟、价格实惠的现款车型，还是再等一等，迎接即将到来的长续航、超快充、高安全的新一代产品。
或许，我们不需要记住那些复杂的技术名词，但可以关注两个关键的指标：一个是充电时间能否进入10分钟级别，另一个是电池成本能否普遍降到每瓦时0.8元以下。
当这两个指标同时实现的时候，就标志着固态电池的时代真正全面到来了。
全部评论 （0）