最近,关于新能源汽车的消息里,比亚迪可以说是投下了一颗不小的“炸弹”。很多人可能是在刷手机时无意中看到的,说比亚迪在自己的官方网站上,公布了一项新的电池技术,叫“硫化物固态电解质”。这几个字听起来特别专业,有点让人摸不着头脑,但它在汽车圈和科技圈里引起的震动可不小。大家心里马上就犯嘀咕了:固态电池?就是那个传说中能让电动车跑一千多公里,而且怎么撞都不会着火的“神仙电池”吗?比亚迪这是把它给造出来了?那我们是不是很快就能买到这种新车,再也不用担心开长途时找不到充电桩了?
先别急着激动,这件事情需要我们静下心来,像剥洋葱一样,一层一层地看清楚。技术上的每一次进步当然值得高兴,但从实验室里的一个新发现,到我们能真正开上、用上的产品,中间还有很长一段路要走。今天我们就用最普通、最直白的话,把这件事的来龙去脉给说明白。
首先,我们要明白比亚迪这次公布的信息,含金量是很高的,它不是在空口说白话,或者画一个虚无缥缈的大饼。它透露了三个非常具体的信息。第一,它直接点明了自己研发的是“硫化物固态电解质”。这有什么不一样呢?这就好比一个厨师宣布自己要做菜,如果他只说要做一道“天下第一美味”,你可能会觉得他在吹牛。但如果他说,他正在攻克一道非常具体的名菜,比如“开水白菜”,那懂行的人就知道这背后需要什么样的功夫。在固态电池这个领域,也有好几种不同的技术方向,比如氧化物、聚合物等等,而硫化物这个方向,是目前全世界的科学家和工程师们普遍认为,最有可能率先大规模生产出来的。它的最大优点,就是让电能的“搬运工”——锂离子,在固态物质里跑起来的速度,最接近现在电池里液体的那种状态。速度快,就意味着电池的充电和放电性能不会差。
第二,比亚迪特别强调了这东西是“自主研发”。这四个字的分量非常重。在像电池这样核心的零部件上,最关键的技术如果掌握在别人手里,我们就很可能受制于人。过去我们在很多高科技领域都吃过这样的亏。比亚迪说这是自己研发的,意思就是,这个最核心的配方和技术,是我们自己一步一个脚印研究出来的,不是从国外买的,也不是简单地跟别人合作一下。这背后代表的是长时间、大规模的资金投入和科研人员的心血,也体现了我们国家在尖端科技领域,正在努力摆脱依赖,建立自己的核心能力。
第三,这个技术信息是被放在公司整体的技术战略介绍里的,而不是一个临时的宣传广告。这就说明,发展固态电池是比亚迪未来长远规划里一个非常重要的部分,是公司的核心发展方向之一,而不是为了短期的市场热度,临时拿出来说说而已。
了解了比亚迪公布的是什么,我们再来看看,为什么他们要选择“硫化物”这条路,这背后有什么讲究。我们现在车上用的锂电池,不管是磷酸铁锂的还是三元锂的,它们内部都有液态的电解液。您可以把这个电解液想象成电池正负极之间的一个“游泳池”,锂离子就在这个池子里游来游去,从而实现充电和放电。但这个“游泳池”有两个天生的缺点,一是池子的大小限制了能量的上限,也就是我们常说的能量密度有天花板,续航里程很难再有革命性的突破。二是不够安全,因为这个“池子”里装的液体是易燃的,一旦电池受到剧烈碰撞或者温度过高,就有可能发生燃烧,也就是我们新闻里看到的“热失控”。
而固态电池的思路,就是要把这个液体的“游泳池”,换成一块固体的“能量晶体”。这块“晶体”本身不燃烧,安全性大大提高。同时,由于结构更紧密,它可以在同样大小的空间里,容纳更多的能量,让电动车的续航能力得到质的飞跃。比亚迪选择的硫化物,就是制造这块“能量晶体”的候选材料里,综合表现比较突出的一位。它不像有些材料那么“硬”,加工起来相对容易一些,可以做得非常薄,这对于减轻电池重量、提高整车能量密度非常有帮助。可以说,选择这条技术路线,是一个既考虑了未来性能潜力,又兼顾了现实生产可能性的明智之举。
不过,虽然前景听起来很美好,但我们必须清醒地认识到,从“研发出电解质材料”到“量产固态电池汽车”,中间还横着好几座难以逾越的大山。首先,硫化物这种材料本身就有一些不好伺候的“脾气”。它非常“娇气”,特别害怕水和氧气。一旦和空气接触,就会发生化学反应,产生有毒的硫化氢气体,就是那种臭鸡蛋的味道。这就意味着,生产这种电池的车间,环境要求极其苛刻,必须在完全密封、没有水和氧气的特殊环境里进行,这会让生产成本变得非常高。此外,它在工作中还可能和电池的正负极发生一些多余的化学反应,影响电池的使用寿命。这些问题都需要通过非常复杂的工艺来改进和解决。
其次,造一块好的固态电池,是一个庞大的系统工程,不是只靠一种新材料就能搞定的。这就好比盖一栋大楼,你有了最好的水泥(固态电解质),但你还需要同样优质的钢筋(正负极材料),以及完美的施工工艺,把它们牢固地结合在一起。在固态电池里,固体的电解质和固体的电极之间,如何能像液体那样紧密无缝地贴合在一起,是一个世界性的难题。如果接触得不好,中间有缝隙,电能的传输就会受阻,电池的性能就会大打折扣。所以,即便比亚迪在电解质上取得了突破,后续还有一系列复杂的工程问题需要攻克。
最后,也是最现实的两个问题:成本和专利。任何一项新技术,如果成本降不下来,就无法普及到我们普通消费者身上。目前,制造硫化物固态电解质的成本,是传统液态电解液的好几倍,甚至十几倍。其中一种关键的原材料——高纯度的硫化锂,价格非常昂贵。更重要的是,在这个技术领域,日本的一些企业比如丰田,已经研究了几十年,申请了大量的核心专利,形成了一张密集的“专利网”。据统计,全球70%以上的相关专利都掌握在他们手里。这意味着,我们国家的企业要在这条路上走下去,要么就得想办法绕开这些专利壁垒,重新发明一套技术,这难度极大;要么就可能需要支付高昂的专利授权费用。无论哪种,都会增加最终产品的成本和商业化的难度。
所以,综合来看,比亚迪这次的官宣,对整个行业来说,是一个非常积极和重要的信号。它表明我们国家的头部企业,在下一代电池技术的核心材料研发上,已经取得了实实在在的进展,打破了国外在这一领域的长期技术优势,也给国内的竞争对手们提了个醒,促使整个行业加快研发脚步。这对于提升我们国家在新能源领域的整体竞争力,是件大好事。
但是,对于我们普通消费者来说,短期内还不需要为“要不要等固态电池车”而纠结。可以预见,在未来三到五年内,我们市面上能买到的新能源车,主流的依然是技术非常成熟的磷酸铁锂电池和三元锂电池。即便是所谓的“半固态电池”(内部还含有少量液体),要实现小规模量产也需要时间。至于真正的全固态电池,要做到价格亲民、性能可靠地走进千家万户,可能还需要更长的时间。因此,比亚迪的这次技术展示,更像是在向全世界宣告,中国企业在攀登电池技术最高峰的征途上,已经从一个“跟随者”,开始转变为一个有力的“领跑竞争者”。我们为这样的进步感到自豪,同时也需要保持一份理性和耐心,静待技术开花结果的那一天。
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