日前，固態電池再傳“重磅消息”，上汽集團在新能源技術發布會上宣布，預計到2025年，上汽集團的全固態電池將在上汽自主品牌實現規模搭載，預計到2026年將實現量產。幾乎與此同時，寧德時代、廣汽集團也都公布了固態電池量產時間表。
真的有這么快嗎？中國新能源汽車即將邁入固態電池階段？產業即將面臨顛覆式變革嗎？本期真鋰新媒為您進行細致分析。
真有這么快嗎？上汽固態電池到底是什么？
第一步，我們需要了解，所謂即將量產的固態電池到底是什么？
按照上汽的固態電池規劃時間表，其第一代固態電池將在今年搭載在智己L6上，其液含量降低到10%；第二代固態電池預計2025年裝車量產，液含量降低到5%；之后第三步才是“0”電解液的全固態電池。
根據這個時間表不難看出，目前上汽的所謂固態電池其實還是走的“半固態”的技術路線。
對此，真鋰研究創始人墨柯表示，在目前的技術水平下目前國內凡是聲稱已經裝車或量產的所謂的固態電池，可以確定地說都是半固態電池。
目前，人們對于半固態電池的定義也在逐步形成，簡單來說就是電解液使用量是現有液態電池的10%左右，而下一步發展的目標就是電解液使用量要降到5%左右。舉例來說，目前液態三元電池使用的電解液大概是每度電0.9kg，那么半固態三元電池使用的電解液每度電就應該不到0.1kg，目標是不到0.05kg。
而真正的全固態電池還處于技術爬坡階段。在此之前，三星在2023年開發出20Ah固態電池，而到2025年才能實現該電池的量產，2027年才能實現量產60Ah的固態電池產品，并應用到電動汽車上。可見，全固態電池從技術開發到試產，再到量產準備工作其實是一個很艱難的過程。
在國內，從廣汽埃安實驗室去年11月宣布消息可以看到，完成固態電池的界面改性技術依然在做試驗驗證。目前循環次數只有150次左右。如果能夠達到300次，他們的固態電池技術就可以在手機等消費類電子產品市場實現應用。
然而，現在的情況是，手機等消費電子產品還沒有開始應用固態電池，廠家們卻已經宣稱開始在電動汽車上量產固態電池了，這顯然不符合事物發展的邏輯。
說白了，除了“吹牛”之外，全固態電池的發展真的沒有這么快。現在所謂的“今年搭載、明年裝車、后年量產”其實都是“半固態電池”在偷換概念。
技術延伸還是顛覆？
第二步，我們需要了解從“半固態電池”到“全固態電池”的本質區別。
所謂的固態、半固態指的都是電解質的形態。作為鋰離子電池四大關鍵材料之一的電解質，總體上有液態、固態和凝聚態這三種形態，現在市面上的鋰離子電池基本上使用的都是液態電解質，也叫電解液，這種使用電解液的電池我們可以叫做液態電池。
與之相對應，使用固態電解質的電池就叫固態電池。而上汽集團的固態電池使用的依然是固液相間的電解質的電池技術，還要用到隔膜，本質上還是現有這一代液態電池技術的延伸。
“盡管，有觀點認為，只要使用了固態電解質就是固態電池。那么，按照這個邏輯，你也使用了電解液，怎么不說自己是液態電池呢？”墨柯認為，嚴格來說，半固態電池不是一個正式的專有名詞，而只是一個不約而同的稱呼。
然而，從本質上來講，半固態和固態電池之間并不是天然的過渡關系。
固態電池不需要用到隔膜，是對電池結構的一種“減法”，其與液態電池有顯著不同。目前人們發現的固態電解質的材料大致可分為硫化物、氧化物和聚合物三類。
其中，在充放電的循環過程中，負極極片與固態電解質之間的界面存在不斷地脹縮，導致縫隙的出現，從而阻礙鋰離子的遷移，導致電池失去工作能力。這是現階段主要的技術開發難點之一。
怎么解決這個問題？目前歐美、日本的主流固態電池研發還是通過不斷延長循環壽命來解決問題。當然，有的技術路線還是在使用電解液，希望以現有液態鋰電池的技術路線，通過逐步減少液態電解質的用量，來最終進化到全固態電池。
但是無論采用哪種方式，都意味著將對現有鋰電池產業鏈、材料體系進行一場顛覆式的變革；即使采用“半固態”的無限逼近路線，也可能有20%-25%左右的環節需要進行改造。并且，產線改造完成后，還需要調試和試運行，以及生產效率和產品良率的爬坡的過程。這也是目前主要電池廠商都不愿意跟進的主要原因。
真正的變革何時會來？固態電池要分三步走
盡管我們離真正的全固態電池還有一段路要走，但是我們也不能忽視中國企業在“半固態電池”上取得的技術進步。
首先，半固態電池減少了90%的電解液用量，顯而易見提升了電池的安全系數。其次，半固態電池技術使得更高鎳含量的三元正極材料，以及硅碳復合負極材料等擁有更高能量密度的正負極材料的應用成為了可能。
目前，上汽集團方面透露其固態電池能量密度已達400WH/kg，是傳統動力電池的一倍以上，這不能不說是中國電池技術的一大進步。上汽清陶總經理李崢在發布會上也表示，全固態電池領域已形成一個新的競爭局面，“誰能夠真正率先量產，誰就會占據新的主導權”。
但是，對于真正的全固態電池來講，目前我們的技術其實只是處于一個初級階段，過早地追求所謂“量產”其實意義不大。
一方面取決于價格因素。現階段半固態電池的成本較高，比同類型的液態電池至少高出50%，這就注定了它只能做高能量密度產品，也只能在一些對電池價格不敏感的高端小眾市場應用。
另一方面，固態電池的技術迭代依然在快速發展。從能量密度角度來看，未來的技術發展大致可以分為三個階段：
第一階段，正負極材料體系不變，只把電解質從液態換成固態，拿掉隔膜。由于固態電解質提供了安全保障，高鎳三元或超高鎳三元可以較為放心地使用，硅含量不高的硅碳復合負極材料也可以使用，電池的能量密度會有一定提升。
第二階段，正極材料體系不變，把負極材料換成更高能量密度的鋰金屬或硅系材料。電池能量密度會進一步提升到500Wh/kg甚至更高。
第三階段，正極材料體系改變。由于負極的鋰金屬含有鋰離子，那么正極材料就可以換成不含鋰離子的、能量密度更高的其他類型的材料，比如說含硫的有機物等等。屆時，電池能量密度有望提升到700Wh/kg甚至更高。
走完這三個階段，才能說全固態鋰電池真正成熟。但是，我們也會發現，這與現有的液態鋰電池相比，幾乎所有的關鍵材料體系都已經發生了變化。也就是說，真正固態電池技術的應用，將從根本上改變鋰電池的產業結構。不管你是電池廠，還是材料廠，不管你的規模做得多大，都有可能面臨技術的顛覆。而且規模越大，投入越多，固態電池時代就越難掉頭。
因此，面對技術的迭代和產業發展的規律，“吹牛”是沒有用的。相反，如果技術基礎不牢，牛吹得越大，反而會給產業的發展埋下越大的隱患。