科技让生活更美好
作者|楚门
编辑|秦
在返乡高峰期，电车最大的问题——续航焦虑被无限放大，尤其是在遭遇冻雨和暴雪的情况下。
电动车趴着，车主无奈下车推，连高速都不敢开…关于新能源汽车的投诉总是会周期性地出来。
一个现实的问题是，目前的动力电池仍然难以避免低温下的衰减问题，一次充电几十分钟的情况也让许多消费者望而却步。
大家都在期待下一代电池技术能够颠覆新能源汽车的发展困境，固态电池也被寄予厚望。从能量密度到安全性，固态电池都比液态电池强好几倍。
丰田、大众等汽车巨头正在加速布局固态电池，初创企业和R&D大学的人员也在努力突破下一代技术难题。
现实总是残酷的。日本汽车公司日产和丰田推迟了固态电池的大规模生产。不久前，路透社报道称，大众汽车与美国初创公司QuantumScape联合开发固态电池的计划受阻，不可能在商定的2025年量产这种汽车，因此该公司转向一家法国公司寻求合作。
在此之前，虽然关于固态电池的好消息不断，但大多数都存在于实验室中，距离商业化量产还有很长的路要走。随着各家车企的量产时间一再推迟，固态电池开始成为继自动驾驶之后的第二个未来。
车企屡屡受挫，创业公司也在摸索中前进。我们什么时候能大规模看到固态电池？越狱 贴吧
01、固态电池量产集体遇阻
早在2018年，大众就开始布局固态电池，并斥资3亿美元成为QuantumScape的最大股东。当时双方签署的协议是QuantumScape将在2025年为大众的电动汽车提供固态电池，这可能使电动高尔夫的续航里程增加一倍以上，达到750公里。（现在好像是鸽子）
巴铁制造
2022年，QuantumScape公布了与大众汽车合作的固态电池样品。该电池的使用寿命为50万公里，电池寿命几乎没有下降。此外，大众汽车的测试显示，它可以在室温下15分钟内充电至80%。
除了大众汽车之外，QuantumScape还与至少五家其他汽车公司建立了合作。其无阳极电池设计可将电池寿命从560公里提高到800公里，比普通电池提高14%-43%。
不过，QuantumScape首席执行官Jagdeep Singh表示，尽管该公司交付的小批量固态电池通过了装车验收，但并不意味着已经成功，因为如何确保大规模生产的质量控制是一个难题。毕竟，这不是批量生产的表。如果电池出现问题，那将是一个大麻烦。
言下之意，作为实验室的产物，我们自己的固态电池的技术还不够完善，无法保证顺利量产装车。
据路透社报道，大众汽车找到了一个新帮手:法国公司Blue Solutions，该公司目前为戴姆勒电动公交车生产固态电池。
Blue Solutions的LMP全固态电池不含有机溶剂、钴和镍，因此不会发生热失控。根据公布的产品测试结果，以“电量耗尽再充电”为标准循环，固态电池的寿命可达到3000次。
然而，蓝色解决方案公司一直在为梅赛德斯-奔驰电动公交车提供固态电池，目前它无法安装在乘用车上。此外，Blue Solutions的充电速度太慢，几乎需要三个小时。研究团队希望将充电时间控制在30分钟以内，最好接近10分钟，预计将于2026年交付。
大众和QuantumScape无法处理它，Blue Solutions的固态电池将不得不等待。然而，在固态电池的大规模生产中受到阻碍的不仅仅是他们三家。
每隔几年发布固态电池并取得新进展的丰田去年12月表示，由于“技术开发受到挑战”，量产时间将从2027年推迟到2030年。此前，丰田刚刚宣布了固态电池的重大突破，充电10分钟，续航1200公里，电池的重量、体积和成本将减半。
作为首家宣布全固态电池量产时间的车企，日产计划在2030年前推出搭载固态电池的电动汽车。即使固态电池已经开发出来，小批量试产也要到2025年才能开始，最早也要上公交车。
据悉，日产的固态电池完全去除了电池中的液态元素，这将大大提高存储和电力传输的效率。与目前的锂电池相比，它不仅将节省50%的成本，而且能量密度也将提高一倍，充电速度将提高三倍。
02、为何这么难？
与车企常用的锂电子电池组相比，固态电池具有续航时间更长、充电时间更短的优势。由于没有液态电解质，不会热失控，因此更安全，因此固态电池技术也被认为是电动汽车电池发展的下一个转折点。
传统锂电池由正极、负极、电解液和隔膜四部分组成。顾名思义，固态电池采用了“全固态”技术，该技术去除了电池中的液体部分，电极和电解液全部由固体物质组成。
在固态电池的生产过程中，电解质成膜工艺是关键步骤，主要包括干法工艺和湿法工艺。
不同的工艺会影响固体电解质膜的厚度和离子电导率。过厚的固体电解质膜会降低全固态电池的质量能量密度和体积能量密度，同时会增加电池的内阻。相反，电池的性能会变差，还可能导致短路。
此外，还有固-固界面接触（固体电极和固体电解质）的问题，也很难解决。
在固态电池中，正极和负极活性材料都夹在固体电解质之间，固体电解质与电极之间的界面阻抗远高于液体电解质，导致电池整体充放电效率下降，从而影响电池的能量密度和循环寿命。而且，固-固界面容易受到温度和湿度等环境因素的影响，导致稳定性下降。
但是，由于技术路线的复杂性和生产工艺的不成熟性，很难像现有的锂电池那样实现大规模生产，这也将产生生产成本。
固态电池和液态电池有本质区别，需要重新铺设一条全新的生产线进行量产，成本非常高。
因此，除了技术限制之外，另一个长期以来阻碍固态大规模生产的问题是成本。总的来说，全固态电池的成本是液态电池的4倍。
不久前，直播测试半固态电池的蔚来透露，一块仅150kWh的半固态电池价格接近30万元。
我们退一步说，固态电池的技术问题已经解决，汽车已经成功量产，不差钱。现有设备能支持吗？
以丰田的固态电池为例，充电10分钟可以补充80%的能量，续航里程可以达到1200公里。按照动力电池80kWh的能量密度计算，10分钟就是1/6小时，因此充电功率将达到480 kW/h。
目前市面上覆盖面积最大的公共充电桩只有60kw，甚至特斯拉的V3超级充电桩最大充电功率也有250kW。
虽然现在各种新势力都在宣传自己的超充站峰值充电功率可以达到500kW，但超充站的数量远远少于普通充电桩，实际上输出功率会受到限制，不会达到峰值。
因此，即使固态电池成功量产，对现有老旧设备升级和城市电网的影响也不容忽视。
03、不要让固态电池成期货
这就带来了一个新的问题。现阶段我们真的需要固态电池吗？
梅赛德斯-奔驰首席技术官马库斯·谢弗（Markus Schä fer）认为，固态电池“可能不是电动汽车的必要选择”。
在马库斯·谢弗看来，锂电池的能量密度增长速度远超预期，在成本和能量密度方面甚至可能与固态电池相当。
此外，他还提出了一个新的观点。谢弗认为购买者仍然有续航焦虑，并且总是倾向于考虑最坏的情况而不是日常使用。“他们总是考虑一年中需要长途旅行的时间，而不是日常通勤的实际需求。”。并否定了通过超快充电技术缓解续航焦虑的方案。
从目前市面上的动力电池来看，确实能够满足当下的用车需求。为了拥有较长的电池寿命，在当代安培科技有限公司有已经投放市场的麒麟电池，其能量密度可以达到255Wh/kg，可以轻松实现1000公里的电池寿命。
如果你想快速充电，800V超高压已经迅速成为新势力的标配，甚至900V和1200V也在路上。
与此同时，投资者的热情也不如往年积极。根据金融数据和软件分析公司PitchBook的数据，2023年全球固态电池公司的风险投资交易额下降了72%，为1.46亿美元，为过去五年的最低值。
投资公司Ibex Investors的合伙人杰夫·彼得斯（Jeff Peters）表示，“投资者对固态电池的兴趣减弱了，他们正在质疑固态电池的风险是否值得。”昂达v811双核版使用说明书
总之，即使固态电池技术不断传来好消息，但商业化时间表一再推迟，就像一个近在眼前的未来，承诺无法兑现，因此无法量产。
回看几家宣布固态电池进展的公司，基本都把上车时间选在了两个时间节点——2028年和2030年。
中国科学院院士、清华大学教授高也认为，全固态电池将在2030年前实现产业化。
时间表越来越清晰，这也意味着固态电池的大规模生产可能即将到来。然而，固态电池属于技术密集型产业，即使立即投产也很难在短期内实现盈利。如果成本达不到商业化的要求，就无法量产，这就陷入了一个循环。
希望固态电池不会成为下一个无人驾驶，永远在路上，永远在“五年后”实现。
本文来自微信公号:超电实验室（ID: SuperEV-Lab），作者:楚门。
未经允许不得转载：科技让生活更美好 » 为什么固态电池上车，比“上炕都费劲”
