界面新聞記者 | 莊鍵

界面新聞編輯 | 張慧

在宣布已實現固態電池技術的重大突破后，作為全球最大汽車生產商的豐田，有望將固態電池的生產成本降低至現有液態電池的水平。

7月4日，《金融時報》援引豐田碳中和研發中心總裁Keiji Kaita的話稱。

豐田是全球固態電池技術研發的領跑者，擁有超過1000項相關專利。一個月前，該公司宣布了固態電池商業化的最新規劃。最早到2027年，豐田就將向市場投放搭載固態電池的電動汽車，充電不到10分鐘即可行駛約1200公里。

日本車企日產和本田也已發布固態電池的規劃。日產計劃在2028年推出首款搭載固態電池的量產車型。本田則規劃在2024年啟用固態電池的實驗生產線，所生產的電池將用于2020年代后半期推出的車型，該生產線的投資將達到430億日元（約合21億元人民幣）。

兼具長續航里程、高安全性、以及快速充電特點的電動汽車，是行業所追求的目標。相比液態電池，固態電池具有更高的安全性、可提供更長的續航里程以及快速充電能力。

因此，固態電池被認為是實現該目標的終極解決方案，本田甚至將這項技術稱為電動汽車的“游戲規則改變者”。

固態電池和液態電池均為鋰電池的分支，主要差別在于電解質的使用，兩者分別采用固態和液態電解質材料。

液態電解質的成分主要為有機溶劑，如果泄露到電池外部，會引發起火和爆炸的危險，因此傳統動力電池必須采用結實的外形且使用較大的容器，以防止電解質外泄。

全固態電池則免除了此方面的限制，動力電池的形態可以更為輕薄緊湊。在降低電池起火和爆炸風險的基礎上，全固態電池可以選擇更高容量的正負極材料，有望將動力電池的能量密度提高至500 Wh/kg以上，較目前的水平接近翻番。

目前采用傳統液態電池的電動汽車，續航里程通常在500公里左右，采用CTP等電池結構創新的方式，部分電動汽車的續航里程也號稱能超過1000公里。

與此同時，全固態電池在高溫環境下也能安全工作，不會在快充等高負荷充電方式下出現老化和容量衰減。

為提高充電速度，各家電池公司都在研發快充技術。今年5月，欣旺達(300207.SZ)宣布其研發的閃充電池，支持電動汽車輕松續航1000公里，10分鐘可從20%充電至80%。6月10日，寧德時代(300750.SZ)首席科學家吳凱在世界動力電池大會現場表示，寧德時代某客戶的一款車型的快充效果將達到充電不到10分鐘，續航超400公里。

在同樣的充電時間內，欣旺達和寧德時代液態電池的續航里程都不及豐田規劃中的固態電池。

相較于日本等國外企業高調制定固態電池車型的量產時間表，中國企業將半固態電池作為實現固態電池商業化的切入點，目前公布進展多集中在半固態電池上。

包括清陶能源、衛藍新能源在內的初創企業是其中代表，均已進入量產裝車倒計時。

衛藍新能源首席科學家、創始人李泓今年曾公開表示，中國鋰電池將實現從1.0到4.0的技術進步，1.0即早期的混合固液產品，2.0接近于準固態，3.0是全固態產品的開端，4.0將會是全面滿足各類應用的全固態解決方案。

衛藍新能源本月初向蔚來汽車交付了首批半固態電池電芯，其能量密度為360 Wh/kg。電池通常采用電芯-模組-電池包的裝配模式，電芯是組成電池包的最小單元。李泓此前曾透露，與蔚來汽車合作的半固態電池可實現單次充電1000公里的續航。

清陶能源在今年初披露，與上汽集團合作研發的半固態電池年內將應用于上汽集團自主品牌新款車型，續航里程在1000公里以上，并計劃在2025年實現大規模量產。

上汽集團也在近期宣布，計劃向清陶能源追加不超過27億元的投資，持股比例將由目前的4.2%上升至15.29%，足以見得對其半固態電池技術的重視。

LG新能源同樣計劃在2026年實現半固態電池的商業化，這家韓國公司是全球第二大動力電池生產商。但對于固態電池的前景，其主要競爭對手寧德時代卻不看好。

今年3月，寧德時代董事長曾毓群在業績發布會上表態稱，全固態、半固態電池仍有很多科學及技術的基礎問題尚未解決，該公司已深耕十多年，仍然認為難以形成有技術可行性和市場競爭力的產品。

迄今為止，寧德時代并未公布過全固態或者半固態電池的量產時間表。但歐美車企和新興電池企業仍然熱衷于全固態電池的研發。從各家規劃看，豐田最為超前。

對于在動力電池領域落后于亞洲企業的歐美同行而言，它們希望全固態電池技術成為了其彎道超車的可能路徑。目前，全球前十大動力電池公司都來自于中日韓三國，其中中國占據了六家。

早在2021年，寶馬集團就向美國固態電池公司Solid Power投資1.3億美元（約合9.4億元人民幣），用于全固態電池技術研發。根據當時的規劃，寶馬集團計劃在2025年前推出應用全固態電池的原型車，并在2030年前將技術應用于量產車。

今年2月，寶馬集團與Solid Power深化了彼此的合作，前者將在其德國總部建立一條全固態電池的原型產品生產線。后者則明確在年內交付用于測試的全尺寸汽車電芯，幫助寶馬集團實現2025年推出全固態電池原型車的短期目標。

另一家知名車企大眾集團向另一家美國固態電池公司QuantumScape投資了數億美元。去年底，后者對外宣布，已向車企客戶提供了全固態電池的樣品，該產品已接近全尺寸汽車電芯，可用于量產汽車的測試。QuantumScape并未披露該客戶的名稱，不過外界普遍猜測其大概率為大眾集團。

中國企業多選擇半固態電池，主要認為這是當前相對現實的路徑。盡管固態電池擁有近乎完美的前景，但相關的技術研發并非坦途。

全固態電池最初被期待在2020年代前半期搭載于純電動汽車，但開發速度遠不及預期。豐田曾計劃在2025年前量產搭載全固態電池的混動車型，不過這一規劃目前已不再提及。

固態電解質的開發是難點之一。其主要技術方向包括氧化物、聚合物與硫化物三種，目前業界還未能尋覓到兼顧綜合電化學性能和生產成本的材料。

固態電池從實驗室走向大規模量產的可行性，也是一項重大挑戰。因此，研發全固態電池技術，也被稱為像是一項在未開發的土地上尋找目的地的艱難挑戰。

QuantumScape首席執行官Jagdeep Singh也曾表示，距離全固態電池技術的商業化仍有很長的路要走。根據QuantumScape的評估，在2025年前，該公司還不打算交付可供量產的全固態電池原型產品。

作為過渡產品的半固態電池由此應運而生。相比于使用固態電解質的全固態電池，其仍然使用了一定比例的液態電解質，被認為是結合了液態電池易量產和固態電池安全性高的特點。

不過業內對半固態電池的商業化前景態度不一，有觀點認為，與傳統鋰電池相比，半固態電池在安全性等方面的提升有限。