日前，豐田公布了與松下成立電池合資企業(yè)的細(xì)節(jié)，固態(tài)電池正是這個(gè)合資公司的主要產(chǎn)品之一。事實(shí)上，固態(tài)電池近年來(lái)持續(xù)升溫，形成新一波投資熱潮。從技術(shù)和性能方面來(lái)看，其極有可能成為三元之后電動(dòng)汽車的新選擇，但從目前進(jìn)展來(lái)看，其產(chǎn)業(yè)化條件仍未成熟，尤其是在比亞迪借刀片電池提升能量密度、特斯拉在無(wú)鈷電池、超級(jí)電容上有所收獲之后，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化或許還將延后。

■掀起新一輪固態(tài)電池?zé)岢?/p>

事實(shí)上，豐田早在和松下成立合資公司之前，就已經(jīng)在固態(tài)電池領(lǐng)域有所突破，只是產(chǎn)業(yè)化一直未能落地。而豐田也不是惟一一個(gè)推進(jìn)固態(tài)電池的企業(yè)，幾乎全球所有大型車企、領(lǐng)先的電池生產(chǎn)商都在持續(xù)推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化探索。

三菱、寶馬、現(xiàn)代、奔馳等國(guó)際車企和松下、三星等領(lǐng)先的電池企業(yè)也都做過多輪固態(tài)電池研究，而且出現(xiàn)了不同形式的聯(lián)盟與合作，包括此次豐田與松下的合作。日本豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家車企、電池和材料企業(yè)組建的聯(lián)盟甚至提出，到2022年全面掌握全固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)，到2030年前后將固態(tài)電池組每千瓦時(shí)的成本降至鋰電池的30%。

韓國(guó)三大電池企業(yè)LG化學(xué)、三星SDI和SKI也組成聯(lián)盟，共同開發(fā)包括固態(tài)電池在內(nèi)的下一代電池核心技術(shù)。國(guó)內(nèi)，輝能科技、江蘇衛(wèi)藍(lán)、寧德年代、比亞迪、國(guó)軒高科、中航鋰電、江蘇清陶、力神、億緯鋰能等一眾電池企業(yè)也都在固態(tài)電池領(lǐng)域有布局。早在2018年，姑蘇清陶固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線就在江蘇昆山建成投產(chǎn)，可日產(chǎn)1萬(wàn)只固態(tài)電池，能量密度可達(dá)400Wh/kg以上，并宣稱在2020年進(jìn)入動(dòng)力電池領(lǐng)域;輝能科技則稱將建成產(chǎn)能達(dá)1.5G～2GWh的固態(tài)電池生產(chǎn)線。只是目前，固態(tài)電池還未在整車上裝車使用。

固態(tài)電池之所以獲得青睞，根本在于目前市場(chǎng)上的動(dòng)力電池不能完全滿足電動(dòng)汽車的需求，電動(dòng)汽車對(duì)于動(dòng)力電池的要求較高。尤其是去年以來(lái)，三元電池頻頻爆出起火事件，讓其安全隱憂備受關(guān)注。尋找新型動(dòng)力電池，更好滿足車輛需求變得更為迫切。

■或是下一代動(dòng)力電池主角

“事實(shí)上，對(duì)于固態(tài)電池沒有一個(gè)廠商是完全不關(guān)注的，對(duì)于下一代新技術(shù)方向，每個(gè)有實(shí)力的廠商都會(huì)關(guān)注、研究，以保持競(jìng)爭(zhēng)力。”劉彥龍稱。真理研究首席研究員墨柯也表示，電池領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步非?？欤袑?shí)力的廠商不會(huì)只專注于眼前，而是放眼未來(lái)，對(duì)下一代電池技術(shù)時(shí)刻保持高度關(guān)注，探索各種新技術(shù)不斷提升電池性能，而固態(tài)電池是目前各種探索中較成熟的一個(gè)分支。

引人關(guān)注的是，國(guó)內(nèi)有些電池廠商提出半固態(tài)的概念，這種概念是國(guó)際其他電池廠商所沒有的。“半固態(tài)，顧名思義就是介于液態(tài)與固態(tài)之間。通常電池是固態(tài)的，但內(nèi)部達(dá)到一定的溫度后又呈液態(tài)。”墨柯說，“這么多年，我們?cè)陔姵仡I(lǐng)域一直處于跟隨狀態(tài)，半固態(tài)可以說一種創(chuàng)新探索，能否形成突破存在很大未知性，希望與風(fēng)險(xiǎn)同在。如果能形成突破將是一個(gè)偉大的創(chuàng)舉。”

與此同時(shí)，最近特斯拉的超級(jí)電容、無(wú)鈷電池也成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。在其規(guī)劃中，這種產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)更高的循環(huán)壽命，同時(shí)，無(wú)鈷電池的成本更低;比亞迪的刀片電池也帶來(lái)更高的能量密度。

“縱觀這幾年動(dòng)力電池的發(fā)展，從磷酸鐵鋰、三元鋰電到現(xiàn)在熱炒的無(wú)鈷電池、低鈷電池，動(dòng)力電池的技術(shù)進(jìn)步相當(dāng)快，這背后是一眾企業(yè)包括研發(fā)機(jī)構(gòu)的不斷探索。”在中國(guó)化學(xué)與物理電池行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)劉彥龍看來(lái)，隨著電動(dòng)汽車對(duì)性能、成本等方面的要求不斷提升，尤其是當(dāng)下的中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)，對(duì)動(dòng)力電池降低成本、提升性能的要求更為迫切，這也就倒逼電池領(lǐng)域必須加速進(jìn)行技術(shù)迭代，不斷探索新技術(shù)，尋求各種可能性。目前，從各種研究成果看，固態(tài)電池因其在安全性能、能量密度、循環(huán)壽命、工作溫度范圍等方面表現(xiàn)出的優(yōu)秀試驗(yàn)性能，被認(rèn)為是繼三元之后最有可能裝車應(yīng)用的新技術(shù)產(chǎn)品。在動(dòng)力電池領(lǐng)域，各種探索從未止步，面向下一代電池技術(shù)，固態(tài)電池或?qū)⑹侵鹘恰?/p>

■尚不具備產(chǎn)業(yè)化條件

不過，盡管固態(tài)電池具有較好的試驗(yàn)效果，但目前尚不具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的條件。“固態(tài)電池要想產(chǎn)業(yè)化還很難。”劉彥龍表示，試驗(yàn)樣本的固態(tài)電池是做出來(lái)了，能正常充放電，但能否達(dá)到車規(guī)級(jí)應(yīng)用還待驗(yàn)證和研究。“動(dòng)力電池跟一般消費(fèi)類電池不同，對(duì)一致性、裝車后的循環(huán)壽命、安全性都有更高的要求，這是目前單體模型固態(tài)電池必須攻克的難題。只有這些問題解決了，才能談產(chǎn)業(yè)化。”劉彥龍說。

墨柯也強(qiáng)調(diào)，盡管很多廠商都對(duì)固態(tài)電池寄予很高的期待，包括豐田提出2022年進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用，但現(xiàn)在看，可能還要晚一些，或要等2025年才有可能實(shí)現(xiàn)。“從液態(tài)到固態(tài)，對(duì)電池結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)來(lái)說都是一個(gè)巨大變革，而這種革命對(duì)電池企業(yè)而言并不容易。”墨柯表示，以固態(tài)電池的生產(chǎn)為例，現(xiàn)在液態(tài)電池的生產(chǎn)是在級(jí)片之間注入電解液，而固態(tài)電池內(nèi)部是固體，這就決定不可能用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝、設(shè)備生產(chǎn)固態(tài)電池，這對(duì)電池企業(yè)是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。“電池生產(chǎn)是一項(xiàng)非常專業(yè)的工藝，大部分具有一定實(shí)力的電池廠都有10年以上的歷史，他們?cè)谏a(chǎn)工藝、設(shè)備甚至生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)上經(jīng)過多年的探索，才使得電池具有今天的水平，完全推翻重來(lái)，相當(dāng)于革自己的命，這是一項(xiàng)非常不容易的事。”

更現(xiàn)實(shí)的考慮是，在當(dāng)前電池產(chǎn)能不充裕的情況下，沒有一家企業(yè)會(huì)放棄目前成熟的工藝、業(yè)務(wù)和體系，去大刀闊斧地另起爐灶投資一個(gè)全新的領(lǐng)域。就像當(dāng)年的柯達(dá)最早發(fā)明數(shù)碼技術(shù)，卻因?yàn)樽陨碓谀z片領(lǐng)域占有很大市場(chǎng)份額，具備成熟的產(chǎn)業(yè)鏈體系而未能及時(shí)轉(zhuǎn)型一樣。又如，比亞迪最新推出的刀片電池，只是改變了既有的電池結(jié)構(gòu)，通過空間利用率的提升達(dá)到提升能量密度的目的，足以滿足當(dāng)下其對(duì)動(dòng)力電池能量密度提升的需求，有了刀片電池，比亞迪對(duì)下一代電池或者固態(tài)電池也就沒那么迫切了。在未從根本上改變生產(chǎn)工藝的前提下，實(shí)現(xiàn)效率的最大化才是企業(yè)生存之道。墨柯表示，在動(dòng)力電池領(lǐng)域，這一轉(zhuǎn)型將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，尤其是車規(guī)級(jí)固態(tài)電池目前尚不具備產(chǎn)業(yè)化條件。