“期待越高,失望越大”这句话用来形容当下固态电池面临的讨论再贴切不过。随着新能源汽车市场的蓬勃发展,固态电池作为下一代电池技术的热门候选,频繁出现在公众视野中。每次技术突破的报道都引发无限期待,但当我们冷静审视,会发现其中既有令人振奋的潜力,也有不容忽视的现实挑战。

然而,固态电池目前面临的最大难题是成本。从生产成本来看,磷酸铁锂电芯成本已压至0.4元/wh,高端三元锂电芯成本约0.8元/wh,部分企业甚至做到0.25元/wh;而固态电池成本高昂,最便宜的也达1.5元/wh,较贵的达到5元/wh。以50度电池包为例,液态方案生产成本4-5万元,对应车价12-15万元;固态方案最便宜也需7-8万元,对应车价21-24万元。若打造500度超级电池,固态电池包最便宜也要75万元,车价将达300万-400万元,如此高昂的价格,显然难以被市场接受。
固态电池成本居高不下,涉及工艺、技术和管理等多方面问题,归根结底是市场发展阶段问题。原材料方面,固态电解质生产成本高,电解液价格低廉,而聚合物电解质PEO、氧化物电解质LLZO每公斤价格成千上万,硫化物电解质(锂磷硫氯)更是接近4万元/公斤。良品率上,液态电池成熟稳定,固态电池良品率普遍不到70%,大量原材料和工时才被残次品浪费。工艺上,液态电池产线设备和工程师资源丰富,固态电池为解决界面阻抗需等静压设备,硫化物生产要求绝对干燥乃至惰性气体环境。订单量方面,固态电池因成本高、制造讲究、良品率低,订单量有限,难以形成规模效应。宁德时代和比亚迪虽布局固态电池,但在成熟、廉价的液态电池占据市场的情况下,改造、新建产线生产固态电池动力不足。
回顾液态电池成本降低历程,或许能为固态电池提供借鉴。2010年,液态电池一度电价格高达1200多美元,2024年降至130美元/度。这得益于消费电子行业的推动,手机、平板电脑等高价产品对电池成本不敏感,在2005-2012年消费级锂电池导入期,电芯价格从1美元/wh降至0.5美元/wh;2012-2015年智能手机高速增长期,电芯价格继续降至0.3美元/wh及更低。2015年前后电池价格下降促使大量新能源品牌涌现。因此,固态电池若想降低成本,可先从无人机、手机、平板等对电池价格不敏感的领域入手。但如今手机行业增量放缓,厂商注重降本增效,固态电池在此领域求生也面临挑战。
尽管固态电池发展面临诸多难题,但近期技术突破带来希望。10月7日,新华社消息称,中科院物理所黄学杰团队联合华中科技大学、中科院宁波材料技术与工程研究所科研团队,开发出阴离子调控技术,解决了固态电解质和电极之间的界面难题,不仅降低“界面阻抗”,还延长电池寿命,几百次循环后性能稳定,远超行业平均水平。中国作为世界头号消费电子生产国和新能源汽车生产国,需求旺盛,固态电池未来能否突破困境,值得期待。
