固態(tài)電池是液態(tài)電池的一種延伸,一種補(bǔ)救方案。初期,它可以沿用液態(tài)的正負(fù)極材料和供應(yīng)鏈,減少商業(yè)化道路上成本的額外新增項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上固態(tài)電解質(zhì)或混合電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì),強(qiáng)化安全性。

用于量產(chǎn)車中最廣泛的液態(tài)電池是NCM522電池或NCA電池,而車企最為期待的是NCM811電池。當(dāng)前NCM811電池的系統(tǒng)能量密度可提升至170-180Wh/kg,基本是動(dòng)力鋰電池能夠達(dá)到的巔峰值。

然而,高處不勝寒,當(dāng)高含量的鎳幫助液態(tài)電池站上能量密度的最高峰時(shí),就面對(duì)上了瓶頸問題,無法再繼續(xù)下一個(gè)高峰。同時(shí),它也開始發(fā)揮破壞作用。電解液化學(xué)窗口較低,額定電壓大概為3.7V,但高鎳正極材料要提高容量要更高的電壓,而電壓會(huì)引發(fā)電解液發(fā)生崩解,引發(fā)爆炸。

電動(dòng)汽車若要代替燃油車成為主流用車選擇,它要有可以相媲美的續(xù)航里程。能量密度,是核算續(xù)航的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。這意味著,電池廠會(huì)將高鎳三元鋰離子電池貫徹下去。同時(shí),整車的安全性必須得到保障,這是電動(dòng)汽車、智能汽車等等得以普及的根本。動(dòng)力鋰電池,能量的起始點(diǎn),是動(dòng)力源安全的第一道關(guān)卡。

因此新一代動(dòng)力鋰電池在保持及延續(xù)液態(tài)電池的高能量密度的同時(shí),也需解決安全性問題。而這正是固態(tài)電池出現(xiàn)最重要的目的。

當(dāng)然,除了固態(tài)電池,還有其他解決方案,例如鋰硫電池、鋰空氣電池。但根據(jù)輝能的調(diào)研,“鋰硫電池和鋰空氣電池都處于非常前期的實(shí)驗(yàn)室的研究階段,預(yù)計(jì)到2035年至2040年才有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)的技術(shù),電芯技術(shù)才有可能成熟。在此之前,它不具備商業(yè)化的可能。”

就電動(dòng)汽車的發(fā)展時(shí)間來看,2025年至2040年是其發(fā)展的黃金期。這段時(shí)期內(nèi),電動(dòng)汽車能否大規(guī)模上路,決定著它是否可以作為未來汽車的解決方案。這又取決于動(dòng)力鋰電池的技術(shù)進(jìn)化速度。

依據(jù)這一時(shí)間點(diǎn),比較之下,各類新型電池體系中,固態(tài)電池是距離產(chǎn)業(yè)化最近的下一代技術(shù)。在輝能看來,固態(tài)電池以固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì),沿用當(dāng)前的三元正負(fù)極體系,它更像是磷酸鐵鋰離子電池(高安全)和三元鋰離子電池(高能量密度)的結(jié)合體。

當(dāng)液態(tài)電池上升空間受限,鋰硫鋰空氣電池遠(yuǎn)在他方,固態(tài)電池成為電動(dòng)汽車邁向未來的希望。但是,這份希望的建立過程并不容易。