一支“妖股”驚了全球。這支股票叫做QuantumScape（QS.US）。這是一家專注于固態(tài)電池技術(shù)的初創(chuàng)公司。2020年十一月，QuantumScape通過(guò)收購(gòu)殼公司上市，最初估值只有33億美元。

上市之后，QuantumScape股價(jià)一路狂奔，市值一度沖上477億美元，超越眾多車企。而在近期，這支“妖股”又噴瀉而下，目前總市值接近200億美元。QuantumScape股價(jià)暴漲又暴跌的背后，既有業(yè)界對(duì)固態(tài)電池技術(shù)的期許，也有對(duì)新技術(shù)量產(chǎn)可能性的疑慮。

另一邊，豐田則計(jì)劃在2021年亮相首款固態(tài)電池原型車，并有望成為全球首家量產(chǎn)固態(tài)電池的汽車廠商。難道固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程真要提速了嗎？

■液態(tài)“火藥桶”背后的高上升

安全性不夠高始終是壓在動(dòng)力鋰離子電池頭上的“一座大山”。

目前鋰離子電池問(wèn)題重要出在電解質(zhì)上，以有機(jī)溶劑作為電解液，容易燃燒。正如我國(guó)汽車動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)王子冬給出的一個(gè)比喻，動(dòng)力鋰離子電池就像把“火藥桶”、“助燃劑”和“打火機(jī)”放在一個(gè)小屋子，然后用“保鮮膜”隔開。

其中，“火藥桶”指的就是液態(tài)電解質(zhì)。

盡管電池公司對(duì)電芯、電池包進(jìn)行了一系列安全設(shè)計(jì)，但是電解液的本質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

動(dòng)力鋰離子電池安全問(wèn)題讓很多車企吃了不少虧，即使動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)有了大幅提升的當(dāng)下，車輛自燃事件依然屢見不鮮。2020年十月，威馬汽車多地接連發(fā)生4起自燃事故。中科院力學(xué)所威馬汽車的爆炸事件，把電池安全問(wèn)題再次推向輿論風(fēng)口。

動(dòng)力鋰離子電池安全并非國(guó)內(nèi)獨(dú)有，多家海外車企和電池供應(yīng)商，也為電池安全付出了代價(jià)。

近兩年來(lái)，現(xiàn)代KONA新能源(參數(shù)|詢價(jià))汽車共發(fā)生13起自燃事故。因自燃事故頻發(fā)，現(xiàn)代汽車申請(qǐng)?jiān)谌蚍秶鷥?nèi)召回7.7萬(wàn)輛KONA新能源車型。初步統(tǒng)計(jì)，此次召回將耗費(fèi)現(xiàn)代5.2億美元資金。現(xiàn)代汽車和電池供應(yīng)商LG化學(xué)因召回問(wèn)題導(dǎo)致股價(jià)下跌。寶馬汽車也因充電時(shí)可能發(fā)生車輛自燃而召回2.67萬(wàn)輛新能源車型，其動(dòng)力鋰離子電池供應(yīng)商三星SDI也受到影響。

盡管電池安全問(wèn)題依舊嚴(yán)峻，但是產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)未變，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)、動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展都會(huì)越來(lái)越龐大。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2021年我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)出貨量將達(dá)到157GWh，繼續(xù)保持高速上升。

全球來(lái)看，有行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)估，假如能克服動(dòng)力鋰離子電池安全、續(xù)航方面的問(wèn)題，到2030年，動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模可在保守產(chǎn)值1840GWh的基礎(chǔ)上再提升187%。

『全球動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估』

■從液態(tài)電池“回”到固態(tài)電池

QuantumScape和豐田潛心研發(fā)的固態(tài)電池技術(shù)，一直被看作下一代高性能動(dòng)力鋰離子電池的方向。輝能科技等公司則是國(guó)內(nèi)推動(dòng)固態(tài)電池技術(shù)量產(chǎn)化的代表。

從現(xiàn)有的動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)方法來(lái)看，行業(yè)內(nèi)始終在安全與續(xù)航之間尋找平衡。依照現(xiàn)階段的動(dòng)力技術(shù)水平，提升能量密度，而不犧牲電池安全性，并不是一件容易的事。

根據(jù)《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，2025年動(dòng)力鋰離子電池單體能量密度要達(dá)到350Wh/kg。根據(jù)部分動(dòng)力鋰離子電池供應(yīng)商的推測(cè)，未來(lái)五年鋰離子動(dòng)力鋰離子電池的單體能量密度有望提高至300Wh/kg以上，但是依靠現(xiàn)有電池產(chǎn)業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)2025年產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期目標(biāo)難度依然較大。

固態(tài)電池會(huì)是未來(lái)電池領(lǐng)域的重要選項(xiàng)。將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，有望大大降低電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)。輝能科技向汽車之家供應(yīng)了一組數(shù)據(jù)，其固態(tài)電池包系統(tǒng)能量密度可達(dá)480Wh/L，有望使車輛續(xù)航里程接近1200km，快充狀態(tài)下，12分鐘便可充滿80%左右的電量。

此前，愛馳、蔚來(lái)等公司都與輝能科技簽署了有關(guān)固態(tài)電池技術(shù)合作的協(xié)議。再則，以輝能科技固態(tài)電池包（CIP)為例，可簡(jiǎn)化封裝、冷卻系統(tǒng)，電芯內(nèi)部為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在有限空間內(nèi)進(jìn)一步縮減電池重量。初步估計(jì)，成組后固態(tài)電池同體積能量密度較液態(tài)鋰離子電池（石墨負(fù)極）可提升70%以上。

雖被視為下一代動(dòng)力鋰離子電池，固態(tài)電池起源并不晚。19世紀(jì)末期，就有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些固態(tài)化合物為純離子導(dǎo)體，可以作為承擔(dān)導(dǎo)電功能的電解質(zhì)材料。1978年，國(guó)際全固態(tài)鋰電專家MichelArmand，將這種聚合物電解質(zhì)作為鋰離子電池電解質(zhì)研究。

不過(guò)，后來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里，固態(tài)電池卻沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。重要原因在于離子導(dǎo)電率低是難以克服的障礙。此外，固態(tài)聚合物電解質(zhì)界面阻抗較高，即正負(fù)極與隔膜的連接處電阻大，容易出現(xiàn)接觸不良的問(wèn)題。

現(xiàn)階段，固態(tài)電池再次進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)主賽道。為何“回”到固態(tài)電池？輝能科技方面表示，隨著固態(tài)成組技術(shù)、主動(dòng)安全機(jī)制、界面阻抗與電性優(yōu)化等方面的提升，固態(tài)電池各類問(wèn)題都將得到有效解決。據(jù)悉，目前已經(jīng)在使用或接近商用的固態(tài)電池的電解質(zhì)有：聚合物、硫化物和氧化物三種。其中，氧化物電解質(zhì)性能最優(yōu)。

『資料來(lái)源：輝能科技』

■大規(guī)模量產(chǎn)進(jìn)程要提速？

固態(tài)電池距離量產(chǎn)的步伐似乎越來(lái)越近。

QuantumScape不久前公布了固態(tài)電池最新成果，QuantumScape固態(tài)電池可在15分鐘內(nèi)充滿80%的電量，壽命可達(dá)到12年左右；豐田則計(jì)劃在2021年亮相首款固態(tài)電池原型車；大眾計(jì)劃在歐洲建廠生產(chǎn)固態(tài)電池，預(yù)計(jì)2024-2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；輝能科技表示，計(jì)劃2021年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池裝車。

『輝能科技固態(tài)電池發(fā)展計(jì)劃』

汽車之家綜合多方專家和產(chǎn)業(yè)界人士觀點(diǎn)后了解到，固態(tài)電池雖然被行業(yè)普遍看好，但量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)還要到2025年，也有公司認(rèn)為要等到2030年才能大規(guī)模量產(chǎn)。總體來(lái)看，在消費(fèi)者對(duì)電池安全和車輛續(xù)航剛性需求之下，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)在2021年-2022年會(huì)加速成長(zhǎng)，2025年左右進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

不過(guò)，也有人對(duì)固態(tài)電池本身提出異議。“目前行業(yè)內(nèi)即將量產(chǎn)的固態(tài)電池大多是‘固態(tài)鋰離子電池’，電芯中還會(huì)有少量的液態(tài)電解質(zhì)，應(yīng)該統(tǒng)稱為‘準(zhǔn)固態(tài)’或‘半固態(tài)’等，而非全固態(tài)電池。”動(dòng)力鋰離子電池行業(yè)專家王明指出，全固態(tài)電池還處于量產(chǎn)前夜，距離大面積量產(chǎn)還要多年時(shí)間。

從液態(tài)到固態(tài)，無(wú)論是電池結(jié)構(gòu)，還是生產(chǎn)工藝，都是巨大變革。目前已經(jīng)投入大量人力和物力在鋰離子電池領(lǐng)域的公司，不可能使用當(dāng)前的生產(chǎn)工藝、設(shè)備生產(chǎn)固態(tài)電池，所以會(huì)適當(dāng)把固態(tài)電池投資計(jì)劃延后。“有關(guān)當(dāng)下主流電池公司來(lái)說(shuō)，固態(tài)電池只是他們的儲(chǔ)備路線。”王明認(rèn)為。

能源研究機(jī)構(gòu)WoodMackenzi分析師RoryMcCarthy表示，目前鋰離子動(dòng)力鋰離子電池公司正在全球擴(kuò)張，而一座電池廠要建設(shè)4-5年才能全面投產(chǎn)，資產(chǎn)回報(bào)要10年左右。由此可見，鋰離子動(dòng)力鋰離子電池依然會(huì)有很長(zhǎng)的生命周期。未來(lái)10年，鋰離子電池仍將主導(dǎo)電池行業(yè)，固態(tài)電池或?qū)⑴c鋰離子電池共存。

編輯總結(jié)：

固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，還需跨越“體系不穩(wěn)定、循環(huán)壽命短、易膨脹變形、成本高”等多道難關(guān)。從目前來(lái)看，固態(tài)電池初創(chuàng)公司選擇孤注一擲，希望盡快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；而傳統(tǒng)動(dòng)力鋰離子電池公司的固態(tài)電池量產(chǎn)計(jì)劃相對(duì)靠后。誰(shuí)能真正勝出，還是一個(gè)未知數(shù)。（文/汽車之家李爭(zhēng)光）