電動車困局，半固態電池能解嗎？
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編輯 : 口才大全
發布 : 04-18
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文｜韓永昌編輯｜李勤特特斯拉用10%的裁員，展示了這家電動汽車龍頭公司的增長疲態。中國的純電車增速也開始被混動車超越，歐洲市場更是以奔馳為代表，模糊了全面電動化的時間節點。電動汽車的終極圖景，難靠當下的液態電池撐起，半固態、固態，成為了點燃市場情緒的新燃料。智己汽車官宣“固態電池量產上車”，引發該公司CEO劉濤和騰勢總經理趙長江隔空互嗆。廣汽埃安旗下昊鉑于4月12日發布“全固態”電池，也讓行業震驚。資本市場為之騷動。業務涉及固態電池電解質材料，并且向清陶能源等企業送樣的三祥新材，7天收獲6個漲停板，德福科技、翔豐華出現20%漲停，最為瘋狂時，Choice固態電池板塊80只成份股中76只飄紅。但在智己官宣次日，其電池供應商清陶能源在直播中淡化了“固態電池”的說法，稱智己采用的是清陶第一代產品，為“半固態電池”。不過，這也只是小插曲。按照智己汽車的說法，搭載半固態電池的智己L6光年版，年內就可交付，而更關鍵的是，其還具備支持大規模工業化的性能和指標：預售價不到33萬元（實際售價會更低），支持上千公里續航，兼顧最高3C倍率的快充等。甚至預售33萬元，可能也不是智己為了市場的流血補貼舉措，據36氪從產業鏈多位人士了解，清陶能源對行業的報價就在0.65元/Wh左右。這個價格只比三元鋰電池每瓦時貴出0.1元。成本、性能和交付都已就位，半固態電池會成為純電車需求困境的破局者嗎？固態電池的圖景是否因此而更加清晰？「半固態電池有何進步」想要理解智己的半固態電池，要先從技術層面看起。智己L6光年版的半固態電池供應商是上汽投資的清陶能源，這也是國內固態電池企業的明星公司之一。拋開應有的高能量密度正負極和固態電解質不看，清陶能源這款半固態電池的主要技術亮點是“干法一體成型”工藝，這是一個嶄新的名詞。智己官方表示，干法固態電解質層一體成型技術大大降低了正極和電解質之間的阻抗。有電池研發人員對36氪分析稱，從實現路徑看，這其實是離型膜轉移涂覆技術，將固態電解質轉移至極片表面，智己官方的說法是干法一體成型。鑒于離型膜涂覆技術已經比較成熟，因此，干法一體成型技術，“名字很新，實則不算太大創新”。而且清陶能源CEO李崢明確指出，“為增強固態電解質的鋰離子導電性，我們在電解質中加入了10%的浸潤液”。這也是半固態電池的通常做法。作為對比，蔚來汽車所采用的衛藍新能源的半固態電池，一個核心技術為原位固化。原位固化技術很有突破性。但問題在于，新技術總要帶來制造上的問題。據36氪了解，蔚來之所以多次跳票150度電池包，很大程度上是因為“原位固化的良率做不上去”。清陶的半固態電池還有一個爭論點在于隔膜。半固態電池和全固態電池一個很重要的區別是隔膜是否存在。如果清陶將隔膜取消，那么也是電池技術的重大進步，起碼衛藍沒有做到。雖然在智己的宣傳視頻里看不到隔膜的存在。但在抖音直播中，清陶能源李崢清楚的展示，智己L6所搭載的半固態電池，是清陶第一代電池技術。而第一代電池技術，是存在隔膜的。這也得出一個結論，智己L6光年版所采用的半固態電池，采用成熟技術居多。成熟技術的好處是在量產上困難較小，想必這也是智己L6敢將光年版定價不超過33萬的原因之一。對比蔚來的150度電池包，智己僅用了133度電就做到了續航超過千公里，在能量密度上似乎已經有了顯著提升。但實際情況可能不然。智己L6的光年電池支持3C倍率的快充，而電池的倍率性能和能量密度幾乎是此消彼長的存在，很難在提升倍率性能的同時，也提升能量密度，這也是為什么寧德時代在發布第一代4C倍率的神行電池時，沒有公布能量密度的原因。清陶能源CEO李崢在直播時明確指出，這款電池包“不增加體積和重量”。在智己的宣傳圖中，我們也能看到，智己L6光年版133度電池包與100度電池包采用的電芯尺寸和設計基本一致，都是204顆方形電芯，這種成組形式在行業內并不陌生，智己LS6也采取了如此排列方式，成組效率在70%-80%左右。雖然智己L6光年版目前并未登上工信部公告，但是超強性能版100度電池包已經公示，其電池包重量為585kg。工信部公告因此，如果光年版半固態電池包重量同樣是585kg，電量133度，電池包系統能量密度約為227Wh/kg。再將成組效率折中為75%，電池單體能量密度約為302Wh/kg，如果電芯能量密度想超過360Wh/kg，成組效率會降至63%左右。這是比亞迪2020年的水平，在如今動輒成組效率80%以上的局面中，想必智己不會允許旗下車型電池包的成組效率低于70%，畢竟底盤的空間每一寸都很寶貴。這也意味著為了做快充，智己舍棄了部分能量密度。那么為什么智己L6僅用了133度電池包，便做到了蔚來150度電池包的續航水平，想必跟整車質量、熱效率、風阻等多方面綜合水平有關。智己L6光年版目前并未登上工信部公告，因此更多的信息還需要等待智己進一步披露。目前市面上對于智己半固態能量密度368Wh/kg的論調，均來自清陶早期對其第一代半固態電池產品的宣傳。而智己官方的海報中，沒有明確公布能量密度。以目前汽車行業的競爭形式，能量密度超過蔚來半固態電池包的話，很難不拿來做宣傳。不過，智己L6的半固態電池包，兼顧了續航千公里和3C快充，這幾乎是市面上能看到的性能最為出色的電池產品，沒有之一。如果這款電池包真能做到大規模交付，那么智己對推動半固態電池的量產上，確實做了突出貢獻。「133度電池包的造價謎題」半固態向來以造價昂貴而著稱。據36氪了解，目前大部分半固態電池的成本要接近2元/Wh。這也是為什么“一個150度電池包的價格相當于一輛ET5”，因為150度電池包光電芯成本就要30萬。智己L6光年版電池包的造價是個謎題，畢竟成本決定了這款電池包是否能大規模量產。清陶能源一直以低成本聞名，公司CEO李崢在多個場合均提到，清陶能源第一代半固態電池的成本與液態鋰電池相當，第二代準固態電池成本較液態電池低20%，2027年量產的第三代全固態電池，成本較液態鋰電池減少四成。有接近上汽的人士告訴36氪，清陶能源半固態電池包的成本大概能做到0.65元/Wh左右，不會超過0.7元/Wh。這個價格有些超出清陶對第一代產品的預期，但對行業來說已經極具突破性。如果按照0.65元/Wh來計算，這款電池包的電芯成本在8.65萬元。智己L6超強性能版搭載了100度三元電池包，按0.5元/Wh來算，成本則在5萬元。光年版比超強性能版約貴3.1萬元，而133度電池包，比100度電池包約貴3.65萬元。除了電池包以外，兩款車型的其他配置相同，這是合理的價格定位。但如果用材料成本來推測，卻很難得出一致的結論。這款半固態電池，使用了超高鎳正極和硅碳負極。一般來說，超高鎳正極的含鎳量起碼會超過8成，也就是811材料，甚至能達到9系。36氪了解到，高鎳811材料比普通的中鎳523材料普遍要貴25%左右。按正極材料在電池成本中占比40%，普通的中鎳（523）三元電池價格為0.5元/Wh來計算，僅811材料的增加，就會將電池價格增加到0.55元/Wh。也有固態電池從業者對36氪分析：“如果是比較純粹的半固態，可能是在隔膜上涂一層陶瓷氧化物，這一塊成本至少就得增加0.2/Wh或者很高。除非是某種折中方案，不去追求過高的能量密度，安全性能也會好一些。”因此，多種新材料以及新工藝的應用，這些成本綜合下來，電芯價格很難止步于0.65元/Wh。如果清陶真的將133度半固態電池包的成本做到了0.65元/Wh，這幾乎可以稱為革命性的進步。這種成本已經讓半固態電池具備了大規模交付的條件。要知道制造業都需要規模化來降低成本。此前固態電池廠商輝能科技曾測算，當產能在1GWh時，輝能的固態電芯成本是液態電芯的1.6倍，當做到7GWh時，其成本與NCM622基本持平。如果按每輛車搭載150度半固態電池包來計算，7GWh的出貨量，可以搭載約4.6萬輛電動汽車。這需要蔚來，智己，以及即將推出半固態電池車型的車企共同努力。據動力電池產業創新聯盟數據，去年全年和今年1-3月份，蔚來的供應商衛藍科技出貨量累計已經有1.57GWh。如果智己L6在下半年形成規模化出貨，7GWh的目標，或許在2025年就可以達到。但眼下，在半固態出貨量沒有形成規模化的情況下，即便是寧德時代，也無法將半固態電池的成本做到規模交付的水平。目前市面上的半固態電池量產車型中，極氪009和001最具代表性，兩款車都搭載了寧德時代的麒麟電池包，而且續航支持千公里。其中，極氪009ME版（半固態）比WE版售價高出8.8萬元，極氪001的選配千里版套裝（半固態）要花10萬元。售價58.8萬元的極氪009ME版的具體銷量并沒有官方數字，但極氪001的千里版套裝明確表示限量1000臺，目前已經停售。如此對比來看，智己L6光年版僅比超強性能版貴3.1萬元左右，實在是個奇跡。當然，也有行業人士對36氪分析稱，這是個小批量交付的產品，初期不會做大規模。智己CEO劉濤則表示，量產之初，“第一代光年固態電池”會有一定限量，畢竟“干法一體成型工藝”需要產能爬坡。目前的計劃是，L6光年版車型將在今年下半年量產交付，短期內產能會有一定限制，但爬坡的速度會非常快，年內會規模化量產交付。對于以上關于光年版半固態電池包技術層面與成本結構的猜測與推論，36氪曾與清陶能源負責人尋求交流，截至發稿，未獲回應。智己L6半固態電池包的水平到底如何，還需要等待。能否大規模交付，是檢驗電池的唯一標準。但這場引發固態電池熱潮的討論，還未停止。固態電池的核心是固態電解質，固態電解質的穩定性，給了電池產品更高的性能天花板，同時也帶來了目前難以解決的問題——固固界面。為了推動量產，行業給出了折中方案，半固態電池。半固態大概可以分為兩種技術方案，一種是極片中間使用固態電解質，但在極片側涂一層特殊的電解液，通俗來將，就是給固固界面加了一層“潤滑劑”，以此來改善界面問題。另外一種是用凝膠狀的電解質和正負極來配合，這樣也能改善界面問題。前者有太多代表性企業，清陶的半固態電池就是如此，后者以寧德時代為代表，其凝聚態電池便使用了凝膠狀的電解質材料。前述人士告訴36氪，固態電池中，哪怕只添加一點電解液，效果都能立竿見影。因此，只要使用了電解液的電池，都沒有根本性的解決固固界面問題，也不能稱之為固態電池。而一切所謂的濕潤劑、浸潤劑等等，只要是為了解決界面問題而存在于極片側的液體，都可以歸類為“電解液”。當然，這并不是否定半固態電池，較之當下的液態電池，半固態優勢十分明顯，即能量密度更高。如果半固態電池成本下降，大面積鋪開，會讓當下的電動車續航里程普遍再上一個臺階，這會讓新能源車滲透率再次加速。更重要的是，半固態和固態的產業鏈很大程度可以共用，比如正負極材料、固態電解質等。半固態電池的上車，會加速固態電池材料上的規模化生產，這也為固態電池量產在成本上提前鋪路。日本豐田將固態電池的量產節點放在2027年，作為全球動力電池產業鏈最完善的國家，中國的固態電池只能提前，不能延后。所以清陶、昊鉑等都將固態電池的量產節點放在2026年。這已經不是公司之間的競爭，而是產業體系之間的競賽。這場競賽中，掌握了半固態電池，可能就掌握了成功的一半鑰匙。
