固态电池正在成为新能源行业重点攻坚的下一代电池方向,和现在主流液态锂电池对比,内部去掉液态电解液,改用固态电解质。多项核心性能实现提升,也是各大车企、电池企业争相投入研发的原因。普通购车者看懂它的优势,也能分清哪些是理论优势,哪些是量产已经兑现的能力。
安全性能是固态电池最核心的亮点。现有锂电池依靠液态电解液,电解液属于易燃有机物。电池受到挤压、穿刺、高温的时候,容易出现漏液,继而触发热失控起火。固态电池没有可燃的液态电解液,电解质本身不易燃烧。电芯被刺穿、撞击之后,发生起火爆炸的概率大幅下降。整车电池包的安全冗余可以得到进一步提高,对于电车碰撞安全有很大帮助。
能量密度得到明显提升。液态锂电池受结构限制,能量密度提升已经慢慢摸到天花板。固态电解质可以适配高活性的正负极材料。同等体积重量之下,可以储存更多电能。实验室条件下,固态电池电芯能量密度可以达到400‑500Wh/kg。放到整车上面,相同电池包体积,就可以实现更长的续航。不用一味增加电池重量,就能做到上千公里的CLTC续航,还能给车内腾出更多空间。
快充能力会得到改善。液态锂电池大电流充电,容易出现锂析出,损伤电芯寿命。固态的结构可以承受更大充电电流。理想状态下,十几分钟就可以完成大部分电量补能。可以大幅压缩充电等待时间,缓解长途出行的充电排队困扰。
低温表现优于传统液态锂电池。液态电解液在低温环境活性快速下降,冬天电车续航会出现明显跳水。固态电解质受低温影响相对更小。在寒冷地区,电池可用容量衰减幅度会收窄。北方冬季用车,续航打折的现象会得到一定缓解。
循环寿命拥有更高上限。液态锂电池反复充放电,电解液会不断消耗老化。固态体系电芯在实验室测试,循环次数可以做到很高水平。对应到整车层面,理论上电池使用年限更长。部分研发项目提出数十年的使用目标。可以降低后期电池衰减更换的压力。
电池包结构可以简化。液态锂电池需要复杂的密封、隔热、防漏液的防护结构。固态电池漏液风险消失。电池包内部防护部件可以精简。减轻整套电池包的重量。整车减重之后,又会反过来降低电耗,形成正向循环。
也要客观看待,以上多数优势来自实验室原型电芯。现阶段全固态电池,还没有实现大规模民用量产。材料工艺、良率、制造成本,都是摆在面前的现实阻碍。市面上少量落地的大多属于半固态产品,性能提升幅度有限。很多优点想要完全释放,还要等待产线与材料工艺进一步成熟。不要把研发阶段的理论优势,等同于当下买车就可以享受到的体验。
固态电池在安全、续航、快充上面具备巨大理论潜力。
大规模量产普及,还需要跨过成本与工艺的现实门槛。

