科技竞赛的跑道上,有时候起跑最早的选手不一定是最终赢家,而领跑者也未必永远领先。
2011年,当法国博洛雷集团推出搭载固态电池的电动汽车Bluecar时,中日韩的动力电池企业还在忙着提升液态锂电池的能量密度。这家欧洲企业成为了全球首个将固态电池商业化的公司,确实抢占了先机。
但揭开这层光鲜的外衣,细节令人失望:Bluecar搭载的30kWh固态电池续航仅120公里。而同期特斯拉Model 3的60kWh液态电池续航超过400公里——同等容量下,欧洲固态电池的续航表现远不及传统液态电池。
欧洲的“早产”固态电池
欧洲企业选择了聚合物作为固态电池的核心材料。这种材料加工容易,但有个致命弱点:电导率太低。
简单来说,电池的充放电效率取决于离子移动的速度,而聚合物的离子电导率比传统液态电解质低了几个数量级。这就像比较一条宽阔高速公路和一条乡间小路的通行能力。
即使是欧洲车企中的巨头大众集团,也不得不向现实低头。大众连续向美国固态电池企业Quantum Scape投资数亿美元,成为其最大股东,希望通过“外援”提升技术实力。
日韩的技术完美主义
相比之下,日本企业选择了硫化物电解质路线。从性能指标看,这确实是最有前景的方向:电导率高,接近传统电解液,而且机械性能好。
丰田早在2017年就在美国申请了硫化物固态电池专利,至今积累了超过1300项相关专利,位居世界第一。他们宣称研发的固态电池续航可达1200公里,充电仅需10分钟。
但硫化物路线的量产难度极大。这种材料对生产过程要求极高,与空气中的水、氧气接触会产生硫化氢有毒气体。生产环境必须严格隔绝水和氧,大大增加了工艺复杂性和成本。
更棘手的是成本问题。硫化物电解质的主要原料硫化锂价格高达每吨200-300万元,导致硫化物电解质成本是传统液态电解液的150倍以上。
中国的务实路线
中国企业在固态电池领域选择了更为务实的半固态电池路线。这是一种渐进式创新,在传统液态电池基础上逐步替换材料。
蔚来、东风、岚图等车企已在高端车型上搭载半固态电池。与欧洲的聚合物路线不同,中国主要聚焦氧化物电解质。这种材料成本较低,但质地坚硬、孔隙率高,需要加入电解液形成半固态电池。
中国的策略很明确:不追求一步到位的全固态电池,而是通过半固态电池逐步积累技术和市场经验。国轩高科的专家指出,半固态电池生产线与现有液态电池生产线兼容度高达90%,这意味着较小的转型成本和设备浪费。
中国科技大学甚至研发出了新型固态电解质氧氯化锆锂,在电导率、可变形性和成本方面都优于现有材料,可惜目前还处于实验室阶段。
量产背后的不同逻辑
欧洲、日韩和中国的不同选择,反映了各自在科技竞赛中的不同策略和处境。
欧洲的“抢先量产”更多是一种市场策略,试图在舆论和资本市场上占据先机。就像博洛雷的案例,虽然是首个量产固态电池的企业,但产品性能不具竞争力,最终难以大规模推广。
日韩企业尤其是丰田,希望通过技术突破实现“弯道超车”。在液态锂电池领域,中日韩企业已占据全球大部分市场份额。日本想通过固态电池重新夺回主导权。
中国企业则凭借完善的产业链和市场需求,采取渐进路线。中国拥有从材料、电池到整车的完整产业链,加上全球最大的新能源汽车市场,使半固态电池能够快速商业化。
真正的全固态电池量产竞赛可能才刚刚开始。本田宣布2025年1月开始试生产全固态电池;丰田计划2026年量产;中国多家企业也计划2026-2030年间实现全固态电池量产。
其他企业也没闲着。丰田计划2026年量产全固态电池,本田2025年1月试生产,中国的比亚迪、宁德时代也都公布了各自的时间表,大多集中在2026-2030年之间。
未来几年,当我们看到搭载真正全固态电池的电动汽车续航突破1200公里,充电时间缩短到10分钟时,那才意味着这场竞赛进入了真正的决赛圈。