中日韩全军失利?固态电池研发十余年为何尚未实现大规模生产

那被誉为“电动车圣杯”的固态电池,经过十年磨炼,可一直没有正式亮相。

中国、日本、韩国这三大电池生产大国,都纷纷把赌注押在固态电池上,结果就像一场三国杀打成了拉锯战——没谁赢,也没谁挂掉,反正都快撑不住了。

全球投资超过千亿,技术路线也是百花齐放,结果却连量产的门槛都还没碰到,这场大赌到底搞错了啥呀?

中日韩全军失利?固态电池研发十余年为何尚未实现大规模生产-有驾

高喊革命,却卡在现实:技术难题像堵墙

固态电池这个玩意儿,听起来像是个顶呱呱的产品:安全得不要不要的,不会起火,能量密度高得令人咋舌,充电速度也是杠杠的,简直把液态电池比作上世纪的老古董似的。因此,各大企业都摩拳擦掌,争夺“下一代电池王者”的宝座。

不过事儿没想象中的那么顺利,十多年过去了,连个能量密度过得去、能量达到“及格线”的量产样品都没出来,原因嘛也挺直白:技术反反复复,搞不定。先说材料路线上,日系丰田死磕硫化物,说是导电性能特别棒,可惜它的缺点也特别明显——这种材料必须在真空环境下生产,简直跟在太空舱里开锅一样苛刻,还特别贵。

中国的宁德时代、清陶这些公司,选择走氧化物的路子,耐热性强,不容易炸裂,但导电性嘛,表现还差点意思。大家都想兼顾性能和安全,结果最后搞得啥都不占优。欧美那早期拼命押宝聚合物,结果发现它们只有在持续60℃以上的环境才能正常工作,冬天一冷就打不着火,现在也都悄悄收兵了。

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提到“固-固接触”,这听起来像个专业名词,其实就是材料之间粘合不紧密。以往的液态电池,电解液像水一样,把正负极都包裹得很好,导电挺顺畅;可是固态电池是“硬碰硬”,所以阻抗比液态的高出好几个档次。

据清华大学的团队查实,液态电池的内阻大概是20,而固态的直接上升到200。日本丰田的实验也验证了这个情况,意味着电池虽做出来了,可是电流却难整流出去。

再说到成本的问题,确实让人“望而却步”。全固态电池的制造费用大概是液态电池的4到8倍左右。打个比方,硫化锂一公斤得1500美元,而液态电解液只要8美元左右。

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松下弄了一条示范线,光设备就投入了20亿美元。中国这边嘛,聪明点,搞了个“半固态”的折中方案,改动部分产线,成本控制在1.5倍左右。这就像你想装修房子,别人是拆了重建,你们是换了个厨房,省了一大笔钱。

所以说,技术难关卡住了,成本也蹭蹭上涨,量产还远没指望。这不是哪个国家的问题,而是全球范围内的集体瓶颈。

十年磨一剑,磨出的是“半把”:中国路线更接地气

虽然全固态暂时还无法推向市场,但咱们中国没有死盯着“一步到位”这个目标,而是选择了更实际的方案——半固态。别被它的名字误导,听起来像是“妥协”,实际上效果倒是让人挺惊喜。

2023年12月,蔚来ET7配备了150度的半固态电池,实测续航达到1000公里。这块电池由北京卫蓝新能源供应,采用的是氧化物和少量液态电解质的混合体系。

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就像你做菜,本来打算素食,结果加了一点肉,味道反倒更香。到了2024年,智己L6和岚图追光也都用上了“半固态电池”,用的是清陶能源的技术,检测结果显示能量密度达到了360Whkg,比不少液态电池还要牛。

其实,这反映了中国特有的创新思路:不是非黑即白,而是边试边改,在控制风险的同时稳步前行。有人说它偏保守,也有人觉得更踏实。不过,真相是,中国的方案已经跑起来了,别的国家还在实验室里勾勒蓝图的时候,中国已经把车开上了街头。

更关键的是,这套策略背后有一整套产业链支撑。比如江苏、江西、青岛这些地方,已经搭建了试点线、材料园区和检测中心,搞的可是“产学研用”一条龙式的合作。

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根据国家知识产权局的数据显示,2024年中国固态电池的专利授权数已经超过3200项,比去年多了42%。这可不是光说说完事儿的,而是真刀真枪实干的结果。

有趣的是,中国不仅在技术上取得了突破,还走在了全球前列,率先制定了固态电池的行业标准。中国汽车工程学会发布了《车用固态电池技术规范》,而国联动力电池研究院已完成了2000次充放电加针刺测试,这也显示出大家对这个新技术的信心。

在2024年世界新能源车大会上,中国专家拿出的样品,在短路、过充等极端情况下都没出问题,安全性能真是让人眼前一亮。

说得简点儿,中国没有走那条最激进的路,而是选了更切实可行的路径。技术不会等人,市场更不用等人,中国就采取了“先上车,后补票”的办法,至少把一个能量产的方向跑出来了。

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三国杀变成耐力赛,中日韩谁输得起?

回头看看这十年的长跑,中日韩三国的表现呢,各有各的风格,但结果嘛,都算不上太理想。

要说起最早行动、声音最大的,日本丰田可算是当之无愧的代表。早在2012年就开始挖掘固态电池的潜力,还曾豪气喊出要在2025年前实现量产的目标。

可是快到年底时,丰田却没什么动静,公开的数据也显示他们的样品内阻还高达200Ω·cm²,离真正量产还差得远,连个示范车都没见到。行业里的朋友们调侃说,“丰田的固态电池就像宫崎骏的下一部动画片,总是在路上,不见踪影”。

韩国这边嘛,更像个打酱油的角色。三星、LG这些公司虽然都在试水,但一直没有什么实质性的突破出来。韩国媒体甚至直接说:“固态电池嘛,基本上就是个五年后才会大规模量产的技术。”

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反倒是咱们中国,起初大家都不抱太大希望,可到现在,发展速度反倒是最快的。虽然还没搞出“纯正”的全固态电池,但半固态的技术已经走在前头了。比起那些“非此即彼”的理想主义,中国在这场技术角逐中展现的,是一种典型的“中式务实”:不追求一蹴而就,而是脚踏实地,一步一个脚印往前迈。

这场争斗还远没有结束,甚至连中场都不知什么时候到来。固态电池何时能大规模应用,还要看谁先在材料、界面、电阻和成本这四个难关上,找到一条可行的产业化路子。不过从目前来看,走哪条技术路线都不是唯一的答案。谁能在不完美中率先动手,谁就能抢占下个时代的制高点,那是板上钉钉的事。

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十几年过去了,固态电池就像一场被无限拖长的高考,题目难,分数少,参加的人还特别多。中、日、韩三国都拼尽全力,拿出了各自的技术底牌,可最后发现,没有哪个能交出满分的答案。不过,要说这场技术比拼谁都没输,至少中国还在赛场上奋力拼搏着。

日本起步早,韩国依靠资本实力压阵,而中国则走的是实打实的路线——不幻想一蹴而就,也不放弃每次试错的机会。就算是半固态电池,也比空想靠谱得多。在新能源这个百年大变局里,哪个国家能先把“下一代电池”变成现实,谁就能掌控未来汽车行业的走向。

所以,固态电池并不是遥不可及的梦想,只不过这个梦比谁都醒得晚一些。至于中国,起码已经睁开了双眼。

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