一、動(dòng)力電池技術(shù)格局重構(gòu)：從液態(tài)到固態(tài)的進(jìn)化之路傳統(tǒng)鋰離子電池：成熟與瓶頸的共生

　　這種體系還面臨著安全性與成本的雙重壓力，高能量密度帶來(lái)的副作用就是電池的穩(wěn)定性下降，熱失控風(fēng)險(xiǎn)增加，一旦發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想;而高昂的材料成本和復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，也使得其在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)受到了限制。

　　從市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)看，傳統(tǒng)鋰離子電池依然占據(jù)著主導(dǎo)地位。2023 年，全球鋰離子電池裝機(jī)量超 600GWh，這一數(shù)字彰顯了其在市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用。中國(guó)企業(yè)更是在全球市場(chǎng)中嶄露頭角，占據(jù)了全球 70% 的產(chǎn)能份額，寧德時(shí)代、比亞迪等企業(yè)已經(jīng)成為了全球電池行業(yè)的領(lǐng)軍者，其產(chǎn)品不僅供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還遠(yuǎn)銷(xiāo)海外。

　　傳統(tǒng)鋰離子電池的短板也十分明顯。電解液是其致命的弱點(diǎn)，由于電解液主要成分是有機(jī)溶劑，具有易燃性，一旦電池內(nèi)部發(fā)生短路或過(guò)熱，電解液就可能被點(diǎn)燃，引發(fā)自燃甚至爆炸，這也是近年來(lái)新能源汽車(chē)自燃事故頻發(fā)的主要原因之一。其低溫性能也不盡人意，在低溫環(huán)境下，電池的內(nèi)阻會(huì)增大，離子擴(kuò)散速度減慢，導(dǎo)致電池的充放電性能大幅下降，續(xù)航里程甚至?xí)p超 30%，這對(duì)于北方地區(qū)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)巨大的困擾。

　　半固態(tài)電池：過(guò)渡技術(shù) or 終極形態(tài)?

　　半固態(tài)電池作為一種新型的電池技術(shù)，近年來(lái)備受關(guān)注。其在技術(shù)上取得了顯著的突破，電解質(zhì)中固態(tài)成分占比達(dá) 50%-70%，這一創(chuàng)新使得電池在安全性和能量密度方面都有了顯著提升。由于固態(tài)電解質(zhì)的使用，電池的熱穩(wěn)定性得到了極大的提高，有效降低了熱失控的風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)，能量密度的提升也使得電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程得到了進(jìn)一步的增加。

　　在量產(chǎn)進(jìn)程方面，各大電池企業(yè)紛紛加快了腳步。寧德時(shí)代、比亞迪等行業(yè)巨頭計(jì)劃在 2024 年實(shí)現(xiàn) GWh 級(jí)產(chǎn)能，這意味著半固態(tài)電池將逐漸進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段，成本也將隨之降低。蔚來(lái) ET Preview 已經(jīng)搭載了 150kWh 半固態(tài)電池，為用戶(hù)帶來(lái)了更長(zhǎng)的續(xù)航和更安全的使用體驗(yàn)，這也標(biāo)志著半固態(tài)電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了重要的一步。

　　成本是影響電池技術(shù)普及的重要因素，半固態(tài)電池在這方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。它可以沿用 70% 的傳統(tǒng)產(chǎn)線設(shè)備，這大大降低了生產(chǎn)設(shè)備的更換成本和技術(shù)門(mén)檻。每 kWh 成本較液態(tài)電池僅增加 15%-20%，在可接受的范圍內(nèi)。隨著技術(shù)的不斷成熟和規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，其成本還有進(jìn)一步下降的空間，有望在未來(lái)成為市場(chǎng)的主流選擇。

　　二、三大技術(shù)路線深度解析：性能與挑戰(zhàn)的博弈傳統(tǒng)液態(tài)電池：最后的輝煌

　　傳統(tǒng)液態(tài)電池在電池行業(yè)中擁有深厚的技術(shù)積累和成熟的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝的成熟度極高，良率普遍超過(guò) 95%，這使得其在大規(guī)模生產(chǎn)中具有極大的優(yōu)勢(shì)，能夠保證產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性，有效降低生產(chǎn)成本。在低溫性能方面，傳統(tǒng)液態(tài)電池也表現(xiàn)出色，即使在 - 20℃的低溫環(huán)境下，仍能正常工作，為用戶(hù)提供可靠的電力支持。

　　技術(shù)的發(fā)展總是面臨著各種瓶頸，傳統(tǒng)液態(tài)電池也不例外。其能量密度上限目前被限制在 350Wh/kg 左右，這在一定程度上限制了電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程，無(wú)法滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的長(zhǎng)續(xù)航需求。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，電池的性能衰減問(wèn)題也逐漸凸顯，當(dāng)循環(huán)壽命突破 2000 次后，電池容量的衰減速度明顯加快，這不僅影響了電池的使用壽命，也增加了用戶(hù)的使用成本。

　　半固態(tài)電池：折中的智慧

　　半固態(tài)電池采用了固液電解質(zhì)協(xié)同作用的混合架構(gòu)，這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得其離子電導(dǎo)率得到了顯著提升，達(dá)到了 10 S/cm 級(jí)，這為電池的高性能運(yùn)行提供了有力保障。在能量密度方面，半固態(tài)電池表現(xiàn)優(yōu)異，能夠達(dá)到 400Wh/kg，相比傳統(tǒng)液態(tài)電池有了明顯的提升，這使得搭載半固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程有望突破 1000 公里，有效緩解了消費(fèi)者的里程焦慮。

　　半固態(tài)電池在安全性方面也有了質(zhì)的飛躍，針刺試驗(yàn)中不起火的表現(xiàn)，讓人們對(duì)其安全性充滿信心。其在低溫性能上也有著出色的表現(xiàn)，即使在 - 40℃的極端低溫環(huán)境下，仍能保持 80% 的容量，這一性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)液態(tài)電池，為寒冷地區(qū)的用戶(hù)提供了更好的使用體驗(yàn)。

　　半固態(tài)電池在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中也面臨著一些挑戰(zhàn)。界面阻抗的控制是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，需要將其控制在低于 100mΩ，以確保電池的高效運(yùn)行，但這在實(shí)際生產(chǎn)中具有一定的難度。固態(tài)電解質(zhì)的涂布工藝也有待進(jìn)一步優(yōu)化，目前的涂布工藝還不夠成熟，影響了電池的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，需要投入更多的研發(fā)精力來(lái)解決這些問(wèn)題。

　　全固態(tài)電池：未來(lái)已來(lái)?

　　全固態(tài)電池被認(rèn)為是電池技術(shù)的終極形態(tài)，其采用的硫化物電解質(zhì)在室溫下的電導(dǎo)率可達(dá) 10 S/cm，這一數(shù)據(jù)甚至超越了部分液態(tài)電解質(zhì)，為電池的高性能運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。全固態(tài)電池還能夠適配鋰金屬負(fù)極，這使得其在能量密度方面實(shí)現(xiàn)了巨大的突破，能量密度超過(guò) 500Wh/kg，這意味著電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程將得到進(jìn)一步提升，有望徹底解決里程焦慮問(wèn)題。

　　在循環(huán)壽命方面，全固態(tài)電池也表現(xiàn)出色，超過(guò) 5000 次的循環(huán)壽命，相比傳統(tǒng)液態(tài)電池有了數(shù)倍的提升，這大大降低了用戶(hù)的使用成本和更換電池的頻率。其工作溫域也非常寬廣，從 - 50℃到 150℃，都能保持穩(wěn)定的性能，無(wú)論是在極寒的北極還是炎熱的沙漠，都能正常工作。

　　全固態(tài)電池的技術(shù)壁壘也非常高。固固界面阻抗的問(wèn)題一直困擾著科學(xué)家們，需要突破 50mΩ 的難關(guān)，才能實(shí)現(xiàn)電池的高效運(yùn)行。鋰枝晶的抑制也是一個(gè)難題，鋰枝晶的生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致電池短路，嚴(yán)重影響電池的安全性和壽命，目前還沒(méi)有完全有效的解決方法。規(guī)?；苽涔に囈采形闯墒?，生產(chǎn)成本居高不下，這使得全固態(tài)電池在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用 。