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固态电池真来了:续航1000公里卖15万,丰田却还在跳票

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最近这段时间,新能源汽车圈子里,固态电池的消息一波接着一波,很多准备买车的朋友都在盯着这件事。不少人心里都有两个疑问,第一,固态电池到底是不是已经落地装车了?第二,一直被大家视作固态电池领头羊的丰田,为什么反复推迟量产时间,而国内一些车型已经传出续航1000公里,售价控制在15万区间的消息。

很多普通消费者对固态电池的认知,停留在网上碎片化的短视频里,只知道固态电池比现在的锂电池更好,充电更快、不容易起火、续航更长,但是具体差别在哪、量产难度有多高、15万配1000公里续航的固态电池车,到底能不能放心买,这里面有很多容易被忽略的细节。今天就抛开网上那些夸张的宣传,踏踏实实把固态电池的现状、两种路线的差别、丰田延期背后真实原因,还有普通老百姓买车该怎么判断,一次性讲清楚。

先从我们现在车上普遍在用的电池说起,现在绝大多数电车装的,是液态锂电池,不管是三元锂还是磷酸铁锂,电芯内部都有液态电解液。电解液的作用,就是让锂离子在正负极之间来回移动,车子才能放电跑起来,充电的时候锂离子再原路返回。这种液态电解液有几个天生的短板。首先它是可燃液体,一旦电芯被挤压、穿刺、温度过高,电解液就容易发生热失控,出现起火燃烧的风险,这也是大家一直担心电车安全问题的根源。其次,液态电池想要提升续航,办法比较有限,要么堆更多电池包,车子变重,能耗升高,成本上涨;要么提升电芯能量密度,但是密度越高,安全冗余就越低。同时低温环境下,液态电解液活性下降,冬天续航打折的问题,几乎所有电车车主都深有体会。

固态电池最核心的改变,就是把电芯里面液态的电解液换成固态电解质,没有了可燃的液体。理论上,它的热稳定性会大幅提升,不容易发生热失控,安全上限更高。除此之外,固态电解质可以支持金属锂负极,金属锂负极的储锂能力远远超过现在石墨负极,能量密度可以做到更高。能量密度上去之后,同样体积的电池,能存更多电量,要么车子续航更长,要么电池包做得更小更轻,给车内留出更多空间。还有大家关心的充电速度,固态电池理论上支持更快的快充,短时间充入更多电量,减少在充电桩排队等待的时间。低温性能也是它的优势,固态电解质受低温影响更小,冬天续航衰减会比现在的液态电池温和很多。

看到这里,很多人会觉得,固态电池简直就是完美电池,一旦大规模量产,现在的液态电池很快就要被淘汰。但现实没有这么简单,固态电池不是一个单一品类,行业里面其实分成了半固态、准固态、全固态三条路线,很多宣传文案不会把这个区分清楚,也是信息混乱的源头。

半固态电池,是现阶段离量产最近,已经有车型开始搭载的方案。它不是完全去掉电解液,只是大幅度减少电解液的用量,同时搭配固态电解质,属于液态电池向全固态过渡的中间产品。半固态依然保留少量液体,所以安全性能有提升,但还达不到理论上全固态的安全水平。能量密度有明显上涨,做到续航1000公里是可以实现的,成本也有机会控制下来,这也是市面上“15万级、续航1000公里固态电车”消息对应的产品,本质上大多是半固态方案。

准固态介于半固态和全固态中间,电解液含量进一步降低,固态电解质占比更高,技术难度更大,量产车型还很少,大多处在测试和小批量装车验证阶段。

而大家期待最高、丰田深耕多年的,是全固态电池,电芯内部完全没有液态电解液。这才是行业最早定义的固态电池终极形态。全固态的技术门槛陡增,也是它迟迟没法大规模落地的根本原因。很多人分不清三者的区别,看到宣传写固态电池,就默认是全固态,预期拉满,最后很容易产生落差。

搞懂路线差异之后,我们再来看这个大家最关心的信息:续航1000公里,售价15万的固态电池车。先客观拆解这个配置背后的成本逻辑,避免大家被宣传话术误导。

一台15万价位的家用车,定位就是普通代步,主打性价比,面向普通工薪家庭。如果搭载半固态电池,实现CLTC工况1000公里续航,电池包容量会比较大。按照现在半固态电芯的成本,想要把整车价格压到15万,车企要在其他地方压缩成本。比如车身用料、底盘配置、辅助驾驶硬件、内饰用料、隔音配件等等。这就意味着,这类车型的核心卖点是长续航和新电池方案,但整车其他配置大概率会偏向基础够用,不会堆很多高端配置。

另外一个关键点,续航1000公里是CLTC工况测试数值,不是我们日常开车能跑出来的实际里程。不管是什么电池,CLTC是实验室匀速温和工况测出来的数据。日常开车,高速、开空调、载人载货、低温天气,都会带来续航缩水。半固态电池衰减幅度会比磷酸铁锂、普通三元锂好一点,但不等于完全不打折。买的时候要理性看待,不能以为标1000公里,随便开都能跑到一千。

还有质保问题,这是很现实的实用问题。新电池方案,量产时间短,装车量少,长期使用的衰减数据、老化特性、维修成本,都没有大量市场样本支撑。传统液态电池,经过十几年发展,质保政策成熟,很多车企提供8年或者15万公里电芯质保。而第一批半固态车型,质保条款需要仔细看清楚,电芯衰减到多少比例才属于质保范围,电池包一旦损坏,维修或者更换的费用是多少,这些都是买车之前必须核实清楚的内容。半固态电池包结构和传统电池不一样,维修渠道和配件储备,短时间内不会像普通锂电池那么完善。

说完国内这边半固态推进的情况,再转过头看丰田。丰田很早就在全固态电池赛道布局,很多年前就放出消息,说要率先实现全固态电池量产,一度定下早期量产时间,后面多次调整计划,也就是大家说的跳票。很多网友看到国内半固态车型陆续亮相,就会产生疑问,丰田技术实力很强,为什么进度反而慢了?

这里要先纠正一个常见误区,不是丰田做不出来固态电池样品,实验室里的全固态电芯,丰田早就研发成功,并且做了大量台架测试、样车测试。难点在于从实验室样品,走向稳定、低成本、适合流水线大批量生产的商品电池,中间隔着巨大的鸿沟,也是所有全固态研发团队共同面对的难题。

第一个绕不开的难题,界面接触问题。固态电解质是固体,正负极材料也都是固体。液态电池里面,电解液是液体,可以完全贴合电极材料的每一处缝隙,锂离子传导顺畅。固体和固体贴合,很难做到百分百紧密接触。车子行驶过程中持续震动,充放电的时候电极材料会发生膨胀收缩,固体和固体的接触面很容易出现缝隙,界面阻抗快速升高。阻抗变大之后,充电变慢、可用容量下降,电池寿命快速缩短。想要解决这个问题,对材料配方、电极压制工艺、封装工艺的要求极高,目前还没有找到成本可控、适合大规模生产的完美方案。

第二个难题,材料本身的稳定性。丰田主攻的硫化物固态电解质,离子传导性能很好,是非常优质的路线,但是硫化物材料有一个短板,遇到水汽会发生化学反应,产生有毒气体。这就对电池生产车间环境要求极其严苛,需要低湿度甚至无水无氧的生产环境。建造和运营这种产线,投入巨大,生产良率很难拉高。良率上不去,单块电芯成本居高不下,根本没法装在普通家用车上。如果只做小批量高端车型,一台车几十万上百万,还可以承担成本,想要普及,这条路就很难走通。

第三个难题,量产配套产业链不成熟。液态锂电池发展这么多年,上游的矿产、正极、负极、隔膜、电解液、设备厂商,形成了完整庞大的产业链,分工成熟,成本持续下探。全固态电池需要全新的材料体系、全新的生产设备、全新的检测标准。现在整个产业链还处在培育阶段,没有成熟的上游供应商集群。哪怕车企搞定了电芯配方,上游没有稳定、低价、一致性达标的原材料供应,量产计划只能一拖再拖。

丰田的策略,是瞄准全固态,不愿意退一步优先做半固态过渡产品。路线选择不一样,进度自然不一样。国内很多车企的思路是先落地半固态,一边投放市场收集真实用车数据,一边迭代技术,同步研发全固态,两条线并行推进。没有绝对的谁对谁错,只是两种不同的商业选择。丰田坚持全固态路线,目标一旦落地,技术代差会更大,但代价就是周期更长,风险更高,很容易出现计划延期。

这里还要补充一点,不止丰田,包括其他海外车企,全固态项目普遍都有延期调整的情况,这是行业共性问题,不是单一企业技术拉胯。固态电池的难度,比很多人想象的高得多,它不是简单替换一个零件,而是整套电化学体系的革新。

接下来我们聊聊,固态电池普及之后,会给普通车主带来哪些实实在在的改变,不是悬浮的概念,都是日常用车能感受到的地方。

首先是安全冗余提升。半固态减少可燃电解液,全固态没有可燃电解液,热失控的风险显著降低。以后开车,碰撞之后电池起火的概率会进一步下降,对于经常跑长途、家里有小孩的用户来说,这是最核心的利好。但也要客观说明,固态电池不等于绝对不会起火,电池依然是电化学储能装置,极端破坏条件下依旧存在风险,不要神化它。

然后是车辆设计的变化。能量密度提升之后,同样续航,电池包体积更小。车企可以把底盘里面电池占用的空间省出来,优化座舱空间,或者降低整车重量。车重下降之后,能耗跟着降低,形成良性循环。以后小型代步电车,也有机会做到长续航,不用被迫做很大很重的车身。

充电体验改善也是重点。固态支持更高的充电倍率,未来成熟产品,十几分钟补能几百公里会成为常态。长途出行的时候,在服务区停留时间缩短,电车长途出行的焦虑感会进一步缓解。不过快充功率越高,对充电桩电网负荷、车载电控系统要求也更高,配套基建也要同步升级,不是电池造出来,快充体验马上就能拉满。

还有电池回收体系。固态电池材料体系和现在不一样,现有的锂电池回收工艺不能直接套用。未来大规模普及之后,怎么高效回收固态电池里面的锂和其他贵金属,降低资源消耗,也是行业需要同步解决的配套问题。

聊完优势,也不能回避现阶段固态电池存在的短板,尤其是半固态车型集中上市的这一段时间,大家买车要理性权衡。

第一就是价格。现在半固态电芯成本高于磷酸铁锂,略高于高端三元锂。所谓15万价位1000公里续航车型,大概率是车企早期抢占市场的定价策略,前期产量不大,靠走量摊薄成本还需要时间。后续如果原材料价格波动,定价能不能稳定维持,还有不确定性。不要默认固态电池很快就会比现在普通电池更便宜。

第二是低温和长期衰减数据不足。半固态虽然理论低温表现更好,但大规模在北方冬天长期使用的案例还不多。电池的寿命,要看5年、8年、10年之后的容量衰减情况,现在第一批装车的车子,使用年限都很短,长期可靠性还需要时间验证。

第三是维修更换成本。固态电池包结构密封要求更高,集成度更高。一旦电池包出现故障,很多时候没办法单独更换某一块电芯,大概率需要整体更换,维修费用会比普通电池包更高。如果没有完善的保险和质保兜底,后期用车成本需要考虑进去。

第四,充电配套的适配。不少早期半固态车型的快充协议、热管理策略是单独调校的,老旧充电桩可能没办法跑满它的快充速度,想要体验满速快充,需要匹配新的大功率充电桩。

我们再站在买车人的角度,给大家分情况,说说现在要不要等固态电池车。

如果你最近半年内就要买车,日常就是市区代步,偶尔短途出游,预算有限,那么现在成熟的磷酸铁锂、三元锂车型依旧是稳妥选择。技术成熟,市场保有量大,维修网点多,质保方案完善,经过多年市场检验,性价比稳定。没必要为了等固态电池推迟购车计划,半固态新品刚上市,还有不少需要观察的地方。

如果你买车不急,计划一年以后再入手,经常跑长途,对续航、安全、快充有比较高的要求,可以持续关注半固态车型的市场反馈。重点看首批车主真实的续航实测、冬天使用反馈、质保细则、故障投诉情况,等市场沉淀一段时间之后再下手会更稳妥。

如果你期待全固态电池,想要等真正无电解液的版本,那还需要耐心等待一段时间。按照目前行业公开的研发节奏,全固态距离大规模家用车普及还有比较长的周期,短期很难走进十几万家用车市场,最先落地大概率会搭载在高端车型上面。

还有一个很多人关心的连锁问题,固态电池大规模量产之后,会不会冲击燃油车市场?客观来说,半固态乃至后续全固态成熟,会补齐电车续航、安全、快充几个短板,会进一步提升电车竞争力,但不会一下子就让燃油车消失。燃油车有自己的优势,补能网络遍布全国,加油几分钟,不存在电池衰减、电池更换成本的问题,适合一部分常年跑偏远地区、用车环境复杂的人群。未来很长一段时间,燃油车、混动、液态锂电电车、半固态电车会共存,满足不同人群的用车需求。

再回到丰田跳票这件事本身,这件事也给整个行业提了醒。新技术研发,时间表只能作为参考,电化学电池研发有很强的不确定性。实验室数据好看,不代表量产顺利。很多参数在理想环境下可以达标,放到复杂多变的真实用车环境,高温、严寒、持续震动、反复充放电,各种变量叠加,很多问题只有装车之后才会暴露。车企对外公布量产计划,会受到资本市场、市场竞争的压力,一旦技术卡点突破不及预期,调整时间就成了常态,丰田不是个例。

国内车企走半固态先行的路线,优势是快速落地,快速积累海量真实路况数据,用市场反馈反过来优化材料和工艺,迭代速度更快。风险点在于,半固态属于过渡方案,等到未来全固态成熟,半固态会不会快速被迭代淘汰,也是一个值得思考的问题。当然,技术发展本来就是循序渐进,过渡技术本身也有它的市场价值,只要产品定价合理、性能达标、售后保障到位,就有它存在的意义。

总结一下现在固态电池的整体格局:半固态已经从实验室走向量产前夜,搭载半固态电池、长续航车型陆续亮相,出现15万级别、CLTC续航1000公里的产品是行业阶段性成果;而全固态电池,依旧卡在量产工艺和产业链环节,包括丰田在内的研发团队,都还在攻坚核心难题,距离大规模普及还有距离。

固态电池是新能源行业非常重要的技术方向,长远看能够解决现在锂电池很多痛点,但现阶段还处在新旧交替的过渡期。看待相关新闻,不要只盯着“续航1000公里”“固态电池”这几个关键词,一定要分清是半固态还是全固态,看懂工况续航和实际续航的差别,仔细核实质保、维修、配套这些和我们用车息息相关的信息,理性看待新技术,不盲目追捧,也不盲目否定。

技术向前走最终受益的是消费者,不管路线怎么选,各家企业互相竞争、持续打磨,电池的安全性、续航、充电速度、成本控制,都会一点点变好。未来我们买车,选择会越来越丰富,用车焦虑也会慢慢减少。

话题讨论:你觉得半固态电池值得现在入手吗?你更愿意等丰田的全固态,还是先尝试已经落地的半固态车型?欢迎在评论区留下你的看法,也可以点个关注,持续跟进新能源电池技术的后续进展。

免责声明:本文内容仅为行业信息科普,不构成购车、投资建议,电池相关参数、量产进度以车企官方发布为准,市场存在变动,请大家理性甄别信息。