今年可以被視為電動(dòng)車?yán)m(xù)航“破千”元年，蔚來、智己和埃安分別表示在接下來兩年內(nèi)會(huì)推出續(xù)航突破1000公里的純電動(dòng)車型，著實(shí)吸引眼球。而在續(xù)航破千的大背景下，蔚來ET7聲稱即將量產(chǎn)的固態(tài)電池技術(shù)，尤其引發(fā)業(yè)界的普遍關(guān)注。

固態(tài)電池，顧名思義，是指這類電池應(yīng)用了固態(tài)物體作為電解質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)，與目前普遍所采用的電解質(zhì)溶液在電池結(jié)構(gòu)中扮演著相似的功能，但是從原材料到生產(chǎn)路徑，均存在著區(qū)別巨大差異。根據(jù)固化程度的不同，固態(tài)電池分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)電池，蔚來150kWh電池包所采用的是原位固化的半固態(tài)電解質(zhì)。

而日前，國(guó)內(nèi)兩大電池供應(yīng)商——寧德時(shí)代和比亞迪，分別公布了自身在固態(tài)電池領(lǐng)域的全新專利。新專利直接聚焦技術(shù)難度最高的全固態(tài)電池領(lǐng)域，專利集中于提高固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率，并優(yōu)化了其他的相關(guān)性能參數(shù)。

固態(tài)電池的電解質(zhì)主要分為鋰氧化物、鋰硫化物和高溫聚合物三類，而寧德時(shí)代和比亞迪分別選擇了不同的電解質(zhì)種類。

寧德時(shí)代的兩項(xiàng)專利技術(shù)以鋰硫化物為電解質(zhì)主要成分。以氧化鋰和硫化鋰為代表的電解質(zhì)存在與電極實(shí)際接觸面積有限，界面阻抗上升幅度較大，不利于快速充放電（但電解液和電極之間在使用過程中也有生成半固態(tài)SEI膜的趨勢(shì)，影響快速充放電效果）。

寧德時(shí)代的專利技術(shù)在有機(jī)溶劑中加入硼酸酯，硼元素可降低陰離子對(duì)鋰離子的束縛作用，提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率，并基于這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，提出了一種硫化物固態(tài)電解質(zhì)片的制備方法。

該方法不僅實(shí)際提高了電導(dǎo)率，而且制備的過程中硼酸酯副產(chǎn)物完全揮發(fā)，制備出的固態(tài)電解質(zhì)片摻雜均勻度高，表面的粗糙度得到顯著改善，從而利于鋰離子在電解質(zhì)片和鋰金屬陽極界面的擴(kuò)散過程，降低界面阻抗，并改善電池的循環(huán)性能。

從上表中可以看出，固態(tài)電解質(zhì)片的電導(dǎo)率已超出電解液1-2mS/cm的電導(dǎo)率，界面阻抗也大幅降低。寧德時(shí)代這項(xiàng)專利有效解決了固態(tài)電池應(yīng)用過程中的一些基礎(chǔ)問題，但在固態(tài)電解質(zhì)片機(jī)械強(qiáng)度方面沒有特殊的體現(xiàn)，而這是硫化物固態(tài)電解質(zhì)片的劣勢(shì)之一。

比亞迪的技術(shù)則采用聚合物固態(tài)電解質(zhì)，這類電解質(zhì)在室溫下的電導(dǎo)率極低，對(duì)比容量的影響較大。通過添加全氟聚醚，可減弱陰離子與鋰離子的作用，有效提高電導(dǎo)率。

可以看出，相比對(duì)照組（DS1/DS2），在室溫下固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率大幅提升了10-20倍左右，但是相較電解液不低于1mS/cm的電導(dǎo)率，這類固態(tài)電解質(zhì)還是存在一定的劣勢(shì)。不過在機(jī)械性能方面，聚合物固態(tài)電解質(zhì)本身具有一定的優(yōu)勢(shì)，全氟聚醚的加入降低了玻璃化（類似于固化）所需的溫度，讓它常溫下的機(jī)械性能更符合商業(yè)化需求。

如果兩家企業(yè)按這樣的固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線繼續(xù)研發(fā)，或許會(huì)是電解液時(shí)代格局的翻版——寧德時(shí)代能量密度具有優(yōu)勢(shì)，而比亞迪更看重電芯的可靠性。

固態(tài)電池是前景廣闊的技術(shù)，它被認(rèn)為有以下優(yōu)勢(shì)：

1、通過減少隔膜結(jié)構(gòu)和電解液中不參與電化學(xué)反應(yīng)的成分，可以減少40%的體積和25%的重量，大幅提高能量密度

2、不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，高溫下不發(fā)生副反應(yīng)，安全性有保障

3、伴隨著固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用，正負(fù)極材料也可以發(fā)生一定的改變，例如，寧德時(shí)代表示將采用金屬鋰作為負(fù)極材料，減少負(fù)極石墨的體積與重量，最終單體能量密度有望突破500Wh/kg，是目前最高能量密度的2倍以上

4、溫度適應(yīng)性更佳，可以在-25℃-60℃正常工作

5、壽命長(zhǎng)，循環(huán)衰減低，以寧德時(shí)代實(shí)驗(yàn)為例，100次循環(huán)后衰減僅4%，換言之，續(xù)航1000km的純電動(dòng)車在10萬公里后電池衰減僅4%

6、形狀靈活性佳，可以適應(yīng)不同的硬件布局需求

然而，寧德時(shí)代和比亞迪都沒有給出具體的技術(shù)落地時(shí)間。雖然早有技術(shù)研發(fā)，但從目前公布的專利進(jìn)展來看，僅針對(duì)配方在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了一定的初步研究，具體的生產(chǎn)流程和降本細(xì)節(jié)沒有任何體現(xiàn)。

在這一過程中，還有很多具體的問題待解決，例如金屬鋰電極如何制備，實(shí)驗(yàn)室的手套箱環(huán)境如何應(yīng)用于大批量的生產(chǎn)，等等。

由此看來，蔚來150kWh所采用的半固態(tài)鋰電池技術(shù)，算是在固態(tài)電池領(lǐng)域比較初級(jí)階段的技術(shù)，電極的優(yōu)化采用的也是目前可產(chǎn)業(yè)化的摻硅補(bǔ)鋰方案。但或許從用戶體驗(yàn)的角度而言，這塊電池已經(jīng)達(dá)到替代絕大部分日常用車場(chǎng)景的水平。而寧德時(shí)代此次公布的專利，很可能不是應(yīng)用于ET7的固態(tài)電池技術(shù)，具體落地時(shí)間，以及蔚來相對(duì)應(yīng)的固態(tài)電池供應(yīng)商，有待考證。

雖然固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用還只展現(xiàn)出冰山一角，但感興趣的絕不是汽車行業(yè)。之前我們?cè)鴪?bào)道過，戴森也在加大固態(tài)電池研發(fā)的力度，寄希望于生產(chǎn)更輕便，性能更持久的便攜式家電。因此，我們對(duì)固態(tài)電池的前景，依然持樂觀的態(tài)度，一旦突破了瓶頸期，它將改變?nèi)祟愃袃?chǔ)能場(chǎng)景的體驗(yàn)，留給我們巨大的想象空間。