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文 | 新能源前瞻，作者 | 沈十六，編輯 | 和暢
日前，大眾旗下電池子公司PowerCo發布公告，稱公司試驗證實，其與QuantumScape合作打造的無負極固態電池樣本，能夠做到充放電1000次。且在測試完成時，電池「幾乎沒有老化」，仍能夠保持95%的電池容量。
這樣的數據無疑是在「革」液態電池的命，讓還未大範圍量產裝車的半固態電池陷入尷尬之地。
目前新能源汽車市場上，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是主流的動力電池技術，也均為液態電池。相對半固態電池和固態電池來說，液態電池在安全性和續航上較弱。
而在搭載150kWh的半固態電池的蔚來ET7「一口氣」跑出1044公里後，更多消費者忘記了續航焦慮這件事。據悉，蔚來的半固態電池將在4月量產。
固態電池則在安全、續航里程、不老化等方面優勢更明顯，所以也被看做是「下一代電池技術」。
不過，也有業內研發人員認為，固態電池技術瓶頸太高，太像「PPT騙局」，反倒是半固態電池已經率先實現裝車，是優秀的過渡產品。
據新能源前瞻不完全統計，衛藍新能源、清陶能源、國軒高科、孚能科技、藍固新能源的半固態電池已經悄悄在2023年上車。
隨著固態電池研發進程高歌猛進，半固態電池會「曇花一現」，還是會做好「固液」電池技術過渡期的守護者呢？
半固態電池裝車元年
蔚來ET7的長途測試，打響了半固態電池量產裝車的第一槍。
2023年12月17日，蔚來CEO李斌親自駕駛蔚來ET7，從上海出發，行駛到廈門龍掘東服務區。跑滿全程1044公里後，還剩下3%的電量。
蔚來ET7搭載的150 kWh電池正是半固態電池。
此前，業內主流的動力電池是液態電池，主要材料為正負極、隔膜和電解液。著名的麒麟電池與神行超充電池也是液態電池的一種。液態電池的「反義詞」自然是固態電池，固態電池是指電池內部的正極、負極和電解質均採用固體材料，並去掉隔膜的電池。
蔚來ET7搭載的半固態電池，夾在液態電池和固態電池之間。半固態電池的電芯同時存在固態電解質和電解液，電解液含量占比在5%-10%，而超過10%的就是液態電池。
該電池包的能量密度達360Wh/kg，續航里程突破1000公里。李斌在冬測結束後表示，「蔚來150 kWh電池是目前全球量產能量密度最大的電池包，能夠適配蔚來所有在售車型。」
半固態電池的能量密度可見一斑。
固態電池投資部研究員賈宇表示，「液態電池的理論能量密度上限在300Wh/kg左右，但僅僅是半固態電池的能量密度能達到350Wh/kg，而且這還不是半固態電池的極限。」
蔚來ET7在低溫之下也能取得上千公里的成績，與NEDC工況1000公里續航之間，差距極小，側面體現了半固態電池在低溫環境下的優越性能，直接解決了用戶的「冬日續航恐慌」。
一位東北的蔚來ET5車主表示，「夏天能開350公里左右。但是冬天，東北的溫度降低到零下20度，大概只能開210公里。」
事實上，蔚來，東風、賽力斯等車企已成功實現半固態電池的裝車，甚至已經開始交付。而長安深藍、智己、埃安、高合等車企普遍規劃2025年前裝車半固態電池。
中國銀河證券的研報顯示，半固態電池2024年即有望在新能源汽車市場量產裝車，2030年可見大規模商業化的全固態動力電池。
2024或成為半固態電池「裝車元年」。
全固態電池困在研發階段
相較於半固態電池，全固態電池「上車」的腳步慢了不少。
大眾、寶馬、豐田、奔馳、日產等知名汽車品牌，規劃在2025年至2030年期間推出搭載全固態電池的純電動車。
值得一提的是，在2023中國汽車供應鏈峰會上，江西安馳新能源科技有限公司總經理徐小明表示，雖然豐田說「2027年可以量產全固態電池」，但他們每隔三年時間就會提一次「大概五年之後會量產」也是人盡皆知。
「實際上，現在（情況）談五年之後（全固態）量產，基本上等於說，時間表是無限擱置的。」
賈宇也認為，全固態電池量產遙遙無期。「液態電池轉固態電池，其實就是把電解液逐漸換成固態電解質的問題。最後，市場需要的是一個成本可控且綜合性能能打的產品，這種東西誰都說不準，只能廣泛布局、各自下注。」
現階段，固態電池主要分為聚合物、氧化物和硫化物三大類固體電解質，各有優缺點。據財信證券研報，聚合物固態電解質存在電導率低、能量密度低等不足; 氧化物固態電解質由於質地硬，介面阻抗大等問題，只能在薄膜電池、高溫、小電流條件下工作；硫化物固態電解質電導率最高，開發潛力大，但存在對濕度極其敏感等難題。
加工成本方面，硫系加工成本比較高，氧化物方面成本較低。此前全球調查機構SNE research的數據顯示，全固態電池中最有前途的硫化物固體電解質的主要原料硫化鋰（Li2S）為1500—2000美元/kg，是鋰離子電池電解液的200倍以上。
國內主流路線以氧化物為主。衛藍新能源、清陶能源、輝能科技等中國頭部固態電池公司，都是以氧化物材料為基礎的固液混合技術路線為主。
國泰君安證券認為氧化物電解質在國內發展較快，目前常用氧化物體系跟電解液或聚合物復合製成固液混合電池，產業鏈基本成熟有望率先大規模生產，成為液態鋰離子電池體系的有效補充。
從長遠的角度來看，硫化物固態電解質的研發難度高，但因其優異的性能和較大的潛力，豐田、LG、松下等日韓企業選擇其為主要技術路徑。
一位固態電池的研究員表示，「全固態電池決定電池內阻和倍率性能的離子電導率、固-固介面接觸和循環性能等問題，目前還處於研發階段，距離量產的距離較遠。我個人偏保守，預計在2030年左右，全固態電池都不一定能產業化。」
半固態電池會否「曇花一現」？
顯然，率先上車的半固態電池前行步伐穩健。
據業內人士介紹，半固態電池製備工藝流程可以更多地兼容傳統鋰電池生產工藝。例如衛藍新能源半固態電池之所以能快速推向市場，就是因為它儘可能地借用現有液態電池裝備和工藝，其中僅有10%-20%的工藝設備要求不同。
業內人員聞舟就表示，「後期如果能夠實現技術水平突破，就可以通過改造液態電池產線生產半固態電池。」
而全固態電池雖然可以兼容液態鋰電池正、負極材料、電極極片製備等工藝流程，但需要額外的工藝。比如，把電解質塗覆在電極片上、UV照射消除靜電電荷、烘烤等，與傳統液態電池的差異較大。
財經評論員張雪峰向新能源前瞻表示，半固態電池借用現有液態電池設備和工藝，相對於全固態電池來說，僅有少量工藝需要進行調整，這降低了產業轉型的門檻。
在成本方面，固態電池數倍於半固態電池的造價，也給了半固態電池「機會」。
根據中郵證券測算，目前半固態電池較液態電池成本高出30%以上。預計半固態電池規模化量產後，成本比液態鋰電池高10%-20%。而據日本科學技術振興機構估算，製造全固態電池所需的設備成本是鋰離子電池的10-20倍。
聞舟表示，半固態電池目前成本比傳統鋰電池略高，相較全固態電池處於較低位置。
就有消費者諮詢了特斯拉Model 3長續航版78.4kWh三元鋰電池的更換費用，在包含工時費的情況下，費用為14.9萬元。
作為對比，蔚來汽車聯合創始人、總裁秦力洪也說到了150kWh半固態電池的價格，「該電池包成本相當於一輛蔚來ET5」，而蔚來ET5的起始價為29.8萬元。
顯然，這也論證了聞舟的觀點。
另一方面，半固態電池的生產過程變化不大，有利於其產能提升以及搶占市場。所以聞舟就認為，半固態電池雖然是折中路線，在未來仍然會有一席之地。「當然，液態電池也在能量密度、安全性等方面不斷改進，未來很長一段時間裡，它依然是主流技術。」
在談到動力電池的發展方向時，張雪峰則表示，全固態電池在安全性和性能上更具優勢，可能最終成為行業主流。隨著技術的不斷進步，全固態電池有望逐步降低成本並實現規模化生產，從而更好地滿足未來電動車和儲能市場的需求。
「雖然半固態電池結合了液態電池和全固態電池的特點，但其發展可能更像是過渡方案，逐步推動市場向更先進的全固態電池演進。」張雪峰如是說。
*文中賈宇、聞舟為化名。