全球固态电池之争，谁更胜一筹？
固态电池SSB 2024-04-09 陕西
自从去年丰田把“固态电池”炒热以后，似乎整个新能源汽车行业都在关注这项被视作是未来电池黑科技的新产品，关于它“超长续航”、“永不自燃”的传说更是层出不穷，那么固态电池真的有那么厉害吗？事实上，早在两年前，就有美国科学家，对固态电池的性能、安全性做了比较全面的分析，由于市面上关于固态电池的性能方面已有过很多介绍，因此这里咱们就着重来看一看，固态电池在安全性方面的表现。2022年，美国《科学》杂志上刊登了一篇名为《固态电池比（液态）锂电池更安全吗》的论文，来自美国的六位锂电池专家在本文中详细论证了固态电池的安全性。他们通过一系列的实验，测试了三种典型的热失控场景。
第一种常见的测试，就是通过给电池加热以模拟外部高温引起电池热失控的情况，从实际表现来看，全固态电池的热失控状态的确优于传统的液体和半固态电池，这是由于，全固态电池的电解液密度很高且能产生一种隔热气体，防止负极锂离子和氧气的接触，从而杜绝了电池内部不该存在的一系列化学反应。
而半固态电池由于液体电解液存在于正极间隙，因而在高温的情况下产生氧气，而氧气通过与电解液发生化学反应而产生热量，进而导致热失控的情况，不过由于有一部分固态电解液，因而反应并不像全液电解质那样剧烈。
不过这种直接加热电池的场景，并不符合大多数情况下，电池热失控的场景，锂电池真正失控的原因，其实并不是因为外部温度高，而是内部不稳定因素导致的，比较典型的代表就是“枝晶”。
所谓的“枝晶”就是指，充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂，而这东西也是影响锂电池安全的关键因素，因为锂枝晶的生长，会导致电池电极和电解液的界面变得不稳定，比如固态电池的电解质界面膜会受到破坏，并且这种破坏不可逆转的，这些晶体不断沉积，引起短路，带来热失控风险。
于是在论文中的另一个实验“枝晶穿透”中，我们就看到了固态电池所展现出来的“糟糕表现”，一方面，枝晶破坏了所谓的保护屏障，让固态电池具备和普通电池一样的自燃风险，其次由于固态电池拥有很高的能量密度，在同等化学反应的条件下，能够更快产生比普通电池更多的能量，这种巨大的能量很可能会带来严重后果。
换句话讲，半固态电池和全固态电池，在这种场景下的安全性低于传统的液态电池。而这种场景又恰好是大多数电池起火的根本原因。
对于这种来自美国的说法，国内的一些专家也表示了认可，来自武汉大学化学与分子科学学院的艾新平教授就表示：“全固态电池能量密度高、安全性也好的说法，其实是偷换概念。它可能没有那么易燃，但是一旦出事故，硫化氢就出来了，不会烧死人但是会把人熏死”。
从这个角度分析，尽管市场上已有不少车企和电池厂家都声称要大力发展固态电池，但从实际应用来看，固态电池要想真正被普及，还有很长的路要走。毕竟，一款汽车的电池性能再好，也必须首先解决可靠性的问题，若安全性无法达到标准，商业化自然也将无从谈起。
然而我国固态电池生产线正式投产：充电12分钟，续航超1000公里
当科技的浪潮再次拍打在新能源汽车领域，我们欣喜地看到，中国在这一领域的探索与创新又取得了新的突破。近日，辉能公司宣布已建成全球首条固态电池量产线，这一创新技术的诞生，不仅刷新了我们对电池续航与充电速度的认知，更让人们对电动汽车的未来充满了期待。
固态电池，这一看似遥远的概念，如今已走进现实。它的核心技术——锂陶瓷电池，凭借其独特的优势，正在逐步改变传统电池市场的格局。在充电速度上，固态电池实现了质的飞跃。传统的液态锂电池往往需要数小时才能完成充电，而固态电池仅需12分钟就能快充至80%电量。这样的速度，无疑极大地提升了电动汽车的便捷性和使用体验。
而在续航能力上，固态电池同样展现出了惊人的潜力。相比液态锂电池，固态电池的能量密度提高了一倍，这意味着在相同的体积和重量下，固态电池能够存储更多的能量。搭载固态电池的电动汽车，其续航里程可以轻松达到1000公里以上，为用户带来更加无忧的驾驶体验。
除了续航和充电速度，固态电池在安全性方面也表现出了显著的优势。通过针刺测试，我们可以看到固态电池在遭受极端条件下的穿刺后，依然能够保持稳定的运行状态，不发生燃爆。这一特性为电动汽车的安全行驶提供了有力保障。固态电池还具备在低温环境下正常工作的能力，其循环寿命更是高达1000次以上，这些都是传统液态锂电池所无法比拟的。
正如任何一项创新技术一样，固态电池也面临着挑战和问题需要解决。目前，全固态电池的成本几乎是锂电池的4倍以上，这使得其量产后的售价可能远高于现有的锂电池车型，从而限制了其在市场上的普及。固态电解质的电导性能、界面电阻、充电倍率等方面仍有待进一步突破。
为了克服这些挑战，许多车企开始将目光转向半固态电池的研发。作为液态电池向全固态电池过渡的一种方案，半固态电池在能量密度、循环寿命、充电速度以及安全性等方面都有所提升。目前，已有多家车企宣布了半固态电池的量产计划，如蔚来的150kWh半固态电池包等。这些半固态电池不仅继承了固态电池的部分优势，还在一定程度上降低了成本，为固态电池的规模化应用奠定了基础。
展望未来，动力电池领域的发展前景仍然广阔。随着科技的进步和创新，我们有理由相信未来的动力电池技术将更加先进、高效和安全。同时，在全球对环境保护和可持续发展的日益重视下，新能源汽车行业也将迎来更加美好的明天。
在这一过程中，中国作为新能源汽车市场的重要参与者，正努力在这场技术革命中抢占先机。从政策扶持到资金投入，从科研攻关到市场应用，中国正在全力推动新能源汽车产业的快速发展。而固态电池技术的突破，无疑为中国新能源汽车产业的未来发展注入了强大的动力。
然而，我们也要清醒地认识到，在动力电池领域的竞争中，中国仍面临着不少挑战。国外厂商如丰田、松下等在动力电池技术方面也在积极布局和研发，他们的技术实力和市场经验都不容小觑。因此，我们必须保持清醒的头脑和危机感，加大在动力电池技术研发和产业化方面的投入力度，努力实现技术突破和市场领先。
同时，我们还应看到固态电池技术的广泛应用将对整个产业链产生深远影响。从原材料采购到电池制造，从车辆生产到回收利用，固态电池技术的推广将带动整个产业链的优化升级。这不仅有助于提升我国新能源汽车产业的国际竞争力，还将为我国经济的绿色转型注入新的活力。
半固态陆续装车，全固态电池上车倒计时半固态电池技术已经迈出了量产的重要一步，东风汽车、赛力斯、蔚来、上汽集团等已有相关的产品推出市场。目前，蔚来150kWh半固态电池已经量产装车，上汽集团旗下搭载清淘能源半固态电池的智己L6也已进入大规模量产阶段。全固态电池作为电动汽车行业的终极目标，其量产之路面临着一系列难题，包括固态电解质的低离子电导率、固-固界面稳定性、金属锂负极的应用挑战以及高成本等。这些挑战需要通过材料创新、工艺改进和产业链协同来解决。尽管面临挑战，但大家还是在开足马力往前赶。广汽集团提出2026年将实现全固态电池的装车使用，长安和现代预计2027年逐步量产应用固态电池，日产和东风汽车2028年推出全固态电池量产车，宝马和丰田预计2030前实现全固态电池量产。总的来说，大家都在朝着2030年左右全固态电池的产业化突破而努力。
总之，我国固态电池生产线的正式投产无疑为新能源汽车行业注入了新的活力。面对这一重大突破，我们应保持冷静与理性，既看到其中蕴含的巨大机遇，也认识到其中存在的挑战和问题。只有不断创新和突破核心技术难题，才能推动新能源汽车行业的健康发展，实现我国在全球新能源汽车市场的领先地位。让我们共同期待固态电池技术在未来的更多突破和应用，为我们的生活带来更多便捷和美好。
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