最近刷新闻时,你肯定遇到一个新名词,固态电池。国家标准《电动汽车用固态电池 第1部分:术语和分类》正式发布了。另一个和它有关的国际进展是,国内提出的标准提案《电动汽车驱动用二次锂离子电池 固态电池应用指南、测试项目及条件》在国际电工委员会(IEC)成功立项。
固态电池听起来像专业术语,其实和我们用的电池关系挺直接。外壳看起来都是固体,但真正决定表现的,是里面的电解质。日常用的新能源车电池、手机电池、电动自行车电池,内部都含有固体成分,但大多仍要靠液态电解液来传导锂离子。
液态电解液不稳定,使用时间长了会分解,电池的容量和性能就会下降;更关键的是安全性。锂盐和有机溶剂组成的液态电解液容易燃烧,是热失控起火的主要诱因。比如2013年,全日空波音787就曾因电池故障起火。除了在飞机上限制携带充电宝、在楼道中对电瓶车的禁令,人们一直在寻找降低风险的新办法。
把部分或全部电解液换成固态电解质,是一个重要思路。固态电解质同样能传导离子,理论上也能达到不错的性能;它们通常由陶瓷、玻璃或聚合物材料制成,要么很难燃烧,要么根本不燃,安全性显著提升。更重要的是,理论上固态电池的能量密度有潜力更高,单位体积能储存更多能源,充电也可能更快。
市场现在还没成熟,乱象不少。很多企业在没有真正实现替换的情况下,打着固态电池的旗号宣传;为了区别化,甚至衍生出“半固态”“类固态”“准固态”等名字,像给食品换个风味名,让人眼花缭乱。最终的解释权在企业,消费者和投资者就容易迷糊。
测试方法也没统一,数据就很难对比。不同机构的试验条件不一样,结果自然不具可比性。少数企业还会把实验室里的理想值当成量产参数来宣传,买家怎么说理呢?
从全产业链来看,电解质材料、电芯制造、安全测试、回收利用等环节都缺少统一的术语、接口和规范,规模化推进就更难。因此,这两项标准的出现,有了明确的边界和评判尺子。
国家标准先把“固态电池”定义清楚并分类,取消“半固态”等说法,设定了必须达到的硬性条件:电解液占比小于5%、在120℃真空烘烤6小时后失重不超过0.5%,才能标注为固态电池。后续的系列标准还会覆盖固态电解质原材料、电芯制造,以及循环寿命、针刺、挤压、热失控等安全测试,让不同实验室的结果更容易互相比对。
国际标准的立项,则帮助各国采用更接近的产品评价规则,降低技术壁垒。对国内企业来说,将来产品走向海外市场时,遇到的标准差异会少不少。
对行业而言,最直接的变化是今后不能再各自为政。真正做技术的公司会更有话语权,因为材料、电芯、设备、整车等上下游有了统一的标准,产品也更容易比较和验证,行业也能把精力回到核心的技术和产品上。对消费者来说,看到“固态电池”这几个字时,会多出一把尺子来判断。不过这把尺子只是底线,是否真的更耐用、充电更快,仍要看实际技术突破、成本下降和市场需求。现在半固态电池已经落地,真正的全固态还尚未大规模量产,因此也没必要为了“固态”两个字多花钱。
一把尺子,谈不上是终点。遇到固态电池,还是要看它到底是什么、能做到什么,才能判断它在不久的将来到底会不会改变我们的出行方式。