[汽車之家 行業(yè)] 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)企業(yè)。2020年11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”背后的高增長(zhǎng)
安全性不夠高始終是壓在動(dòng)力電池頭上的“一座大山”。
目前鋰離子電池問(wèn)題主要出在電解質(zhì)上,，以有機(jī)溶劑作為電解液,，容易燃燒。正如中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(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)。
盡管電池企業(yè)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)力電池安全問(wèn)題讓很多車企吃了不少虧,，即使動(dòng)力電池技術(shù)有了大幅提升的當(dāng)下,，車輛自燃事件依然屢見(jiàn)不鮮,。2020年10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(參數(shù)|詢價(jià))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)力電池供應(yīng)商三星SDI也受到影響。
『KONA新能源2021款』
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年中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)出貨量將達(dá)到157GWh，繼續(xù)保持高速增長(zhǎng),。
全球來(lái)看,，有行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)估，如果能克服動(dòng)力電池安全,、續(xù)航方面的問(wèn)題,，到2030年，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)?？稍诒Ｊ禺a(chǎn)值1840GWh的基礎(chǔ)上再提升187%,。
『全球動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估』
■ 從液態(tài)電池“回”到固態(tài)電池
從現(xiàn)有的動(dòng)力電池技術(shù)方案來(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)力電池單體能量密度要達(dá)到350Wh/kg,。按照部分動(dòng)力電池供應(yīng)商的推測(cè),，未來(lái)五年鋰離子動(dòng)力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提供了一組數(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(ài)馳、蔚來(lái)等企業(yè)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80%以上。
雖被視為下一代動(dòng)力電池,，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Michel Armand,，將這種聚合物電解質(zhì)作為鋰電池電解質(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),。主要原因在于離子導(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不久前發(fā)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2021年發(fā)布固態(tài)電池包（CIP)技術(shù),，并計(jì)劃2024年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn),。
『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)還需要到2025年,，也有企業(yè)認(rèn)為要等到2030年才能大規(guī)模量產(chǎn)?？傮w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,?！澳壳靶袠I(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)還需要多年時(shí)間。
| 主流固態(tài)電池企業(yè)量產(chǎn)時(shí)間計(jì)劃 | |||
| 企業(yè) | 電解質(zhì) | 技術(shù)架構(gòu) | 量產(chǎn)時(shí)間 |
| 輝能科技 | 氧化物 | 混成固態(tài) | 2021年 |
| 輝能科技 | 氧化物 | 全固態(tài) | 2024年 |
| 豐田 | 硫化物 | 全固態(tài) | 2025年 |
| 三星SDI | 硫化物 | 全固態(tài) | 2028-2030年 |
| CATL | 硫化物 | 全固態(tài) | 2030年 |
| QuantumScape | 氧化物/硫化物/聚合物 | 混成固態(tài) | 2025年 |
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Bolloré |
固態(tài)聚合物 | 全固態(tài) | 2025年 |
| IMEC | 固態(tài)聚合物 | 全固態(tài) | 2025年 |
| Solid power | 硫化物 | 全固態(tài) | 2025年 |
| 資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)公開報(bào)道,；制表：汽車之家行業(yè)團(tuán)隊(duì)（混成固態(tài)指混合固液電解質(zhì)） | |||
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)域的企業(yè)，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,?！皩?duì)于當(dāng)下主流電池企業(yè)來(lái)說(shuō)，固態(tài)電池只是他們的儲(chǔ)備路線,?！蓖趺髡J(rèn)為。
能源研究機(jī)構(gòu)Wood Mackenzi分析師Rory McCarthy表示,，目前鋰離子動(dòng)力電池企業(yè)正在全球擴(kuò)張,，而一座電池工廠需要建設(shè)4-5年才能全面投產(chǎn)，資產(chǎn)回報(bào)需要10年左右,。由此可見(jiàn),，鋰離子動(dòng)力電池依然會(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)企業(yè)選擇孤注一擲,，希望盡快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),；而傳統(tǒng)動(dòng)力電池企業(yè)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）
