华为近期在固态电池领域的动作,无疑为这一技术热点再添了一把火。去年11月,华为公布了一项关于硫化物固态电解质材料及制备方法的专利,这一消息迅速在业界引起轰动。事实上,这项专利早在2023年5月就已经提交申请,华为的这一“低调布局”直到公布时才被外界所知,进一步激发了行业对于固态电池技术的期待。
近年来,固态电池技术的进展备受瞩目。从全球范围来看,多家产业链企业纷纷发布固态电池的研发进展,其中整车企业尤为活跃。丰田在2023年7月宣布,计划在2027至2028年实现全固态电池技术的商业化。而在国内,上汽集团和广汽集团也宣布最早将于2026年实现全固态电池的量产和上车应用。蔚来汽车在今年3月宣布,其合作伙伴提供的150kWh超长续航电池包已正式量产,并于6月投入使用,尽管目前仅提供租赁服务。
电芯厂商同样不甘落后,国轩高科、太蓝新能源等企业也相继宣布在固态电池领域取得新突破。然而,值得注意的是,尽管好消息频传,但“上车”并不等同于“量产”,同时“半固态”与“固态”在技术上存在显著差异,缺乏明确路线图和时间表的官宣,更多只能停留在“PPT阶段”。
尽管如此,固态电池概念股在A股市场依然火热。目前,市场上已有超过50家相关企业被归类为“固态电池”概念股。每当企业发布与固态电池相关的信息,股价便会有所上涨。这一现象导致不少企业试图通过蹭概念来拉动股价,从而给固态电池技术的真实进展带来了不少迷雾。
在固态电池热潮中,宁德时代的态度显得尤为引人关注。与行业内其他积极投入固态电池研发的企业不同,宁德时代对固态电池的态度显得相对保守和暧昧。宁德时代首席科学家吴凯曾公开表示,全固态电池目前还存在一些核心问题亟待解决,对丰田能否在2027年实现量产表示怀疑。同时,宁德时代当家人曾毓群也透露,尽管公司完全支持固态电池研发,并已在此领域投资了10年,但目前全固态电池的研发仍处于较低水平,到2027年才能达到较为成熟的阶段。
事实上,宁德时代在固态电池研发方面的进展相对缓慢,反而在钠离子电池和凝聚态电池方面取得了显著突破。宁德时代早在2021年就发布了第一代钠离子电池及锂钠混搭电池包,并在2023年实现了产业化应用。宁德时代在2024年发布的“骁遥超级增混电池”也使用了钠离子电池技术,实现了在极寒环境下的放电突破。而在凝聚态电池方面,宁德时代在今年4月正式发布了一款单体能量密度高达500Wh/kg的电池,这一新产品在能量密度和安全性方面均优于传统锂电池。
固态电池技术的研发并非易事。回溯历史,日本是最早开始固态电池研发的国家之一,东芝早在1983年就开发出了可实用的薄膜固态电池。而丰田则是目前技术上最为领先的企业之一,拥有超过1300项相关专利。然而,即便是丰田这样的巨头,在固态电池研发之路上也遭遇了诸多挑战,原计划在2020年推出搭载固态电池的电动汽车,但至今未能实现量产。
国内企业在固态电池研发方面虽然起步较晚,但近年来参与者众多,投资规模已超过日本。然而,固态电池研发之难,连宁德时代这样的行业巨头也叫苦不迭。曾毓群曾表示,固态电池只有在使用新型化学材料和纯锂金属负极的情况下才会有很大优势,但要将这种电池推向市场,还有很多困难需要克服。
固态电池研发面临的主要难题包括界面问题和枝晶问题。固固接触的天然不稳定性以及电解质在充放电过程中的体积膨胀和收缩问题,都会影响电池结构的稳定性,从而影响固态电池的循环寿命等性能。而枝晶问题则是锂电池充电过程中锂离子还原形成的树枝状金属锂,如果生长到一定程度,就会刺穿隔膜导致内部短路,引发起火。这两个问题自固态电池研发之初就几乎无解,至今仍是制约固态电池发展的主要障碍。
固态电池之所以备受关注,主要是出于对能量密度的极致追求以及解决锂电池安全问题的需求。然而,全固态电池是否真的百分百安全?这一问题的答案并不简单。锂元素的特性及电池原理决定了只要是锂离子电池,就有发生热失控的风险。目前的固态电池也属于锂电池的一种,且锂的使用量更高,因此同样存在安全隐患。
固态电池还存在导电率较差的问题,暂不能满足快充的要求。这对于电动汽车、储能以及消费电子等领域来说,无疑是一个不小的挑战。尽管有企业宣称其固态电池在快充方面取得了较大进步,但这些数据目前还只是实验室数据,是否得到了充分的市场验证还不得而知。
在固态电池热潮中,我们需要保持冷静思考。尽管固态电池技术具有诸多潜在优势,但目前仍面临诸多技术和经济上的挑战。在安全性、快充性能等方面,固态电池还需进一步突破和改进。同时,我们也应看到,在现有电池工艺上的安全可靠性提升仍有很大空间,研发固态电池是否仍是一个“必选项”,值得行业深思。