固態電池是液態電池的一種延伸,一種補救方案。初期,它可以沿用液態的正負極材料和供應鏈,減少商業化道路上成本的額外新增項。在此基礎上固態電解質或混合電解質替代液態電解質,強化安全性。

用于量產車中最廣泛的液態電池是NCM522電池或NCA電池,而車企最為期待的是NCM811電池。當前NCM811電池的系統能量密度可提升至170-180Wh/kg,基本是動力鋰電池能夠達到的巔峰值。

然而,高處不勝寒,當高含量的鎳幫助液態電池站上能量密度的最高峰時,就面對上了瓶頸問題,無法再繼續下一個高峰。同時,它也開始發揮破壞作用。電解液化學窗口較低,額定電壓大概為3.7V,但高鎳正極材料要提高容量要更高的電壓,而電壓會引發電解液發生崩解,引發爆炸。

電動汽車若要代替燃油車成為主流用車選擇,它要有可以相媲美的續航里程。能量密度,是核算續航的一個關鍵指標。這意味著,電池廠會將高鎳三元鋰離子電池貫徹下去。同時,整車的安全性必須得到保障,這是電動汽車、智能汽車等等得以普及的根本。動力鋰電池,能量的起始點,是動力源安全的第一道關卡。

因此新一代動力鋰電池在保持及延續液態電池的高能量密度的同時,也需解決安全性問題。而這正是固態電池出現最重要的目的。

當然,除了固態電池,還有其他解決方案,例如鋰硫電池、鋰空氣電池。但根據輝能的調研,“鋰硫電池和鋰空氣電池都處于非常前期的實驗室的研究階段,預計到2035年至2040年才有可能出現基礎的技術,電芯技術才有可能成熟。在此之前,它不具備商業化的可能。”

就電動汽車的發展時間來看,2025年至2040年是其發展的黃金期。這段時期內,電動汽車能否大規模上路,決定著它是否可以作為未來汽車的解決方案。這又取決于動力鋰電池的技術進化速度。

依據這一時間點,比較之下,各類新型電池體系中,固態電池是距離產業化最近的下一代技術。在輝能看來,固態電池以固態電解質代替液態電解質,沿用當前的三元正負極體系,它更像是磷酸鐵鋰離子電池(高安全)和三元鋰離子電池(高能量密度)的結合體。

當液態電池上升空間受限,鋰硫鋰空氣電池遠在他方,固態電池成為電動汽車邁向未來的希望。但是,這份希望的建立過程并不容易。