半固态电池将彻底淘汰燃油车？

日前，国轩高科举办了第十一届科技大会。大会上，国轩高科宣布三元半固态电池已经装车应用，电池包容量可达160KWh，能量密度260Wh/kg。

根据国轩内部人士向电驹透露，这款半固态电池目前已获得客户定点，并即将装车于一款高端车型。该款车的续航里程 1000 公里，百公里加速时间 3.9 秒。不过，具体是哪个品牌以及哪款车型，国轩方面暂未透露。而有媒体爆料：这款半固态电池会用在高合的旗舰车型上。

国轩方面还表示，其他能量密度更大的半固态电池也在路上。根据国轩高科工研院副院长张宏立的介绍，公司研发的360Wh/kg三元半固态电池将在今年实现量产。同时，400Wh/Kg的三元半固态电池目前在公司实验室已有原型样品。

2022年，半固态电池量产上车的元年

事实上，不只是国轩，众多电池厂商和车企纷纷宣布了半固态电池量产上车的计划。而2022年，可以说是半固态电池量产上车的元年。

今年3月份，在中国电动汽车百人论坛上，卫蓝新能源首席科学家、创始人李泓透露，卫蓝新能源正在与蔚来合作，计划基于蔚来ET7推出单次充电续航1000km的混合固液电解质电池，且该电池最早预计于今年年底，或明年上半年开始量产。

据了解，在蔚来ET7上，其电池包容量将达到150kWh，系统能量密度为360Wh/kg。

2022年1月22日，东风-赣锋高比能固态电池（实为半固态）E70示范运营车在江西省新余市首发，首批投放的50台东风风神E70完成交付。

据悉，该款电池能量密度与目前主流三元电池类似，能量密度在260Wh/kg附近，与国轩刚刚发布的半固态电池几乎一致。

另外，在产品路线规划方面，赣锋锂电第二代固态电池单体能量密度将达到360Wh/kg，而第三代固态电池能量密度将达到420Wh/kg。在产品迭代上，赣锋锂电与国轩也是出奇的相似。

2022年1月13日，孚能科技在与投资者互动时表示：“公司第一代半固态电池（能量密度330Wh/Kg）送样给整车厂客户获得了良好反馈。”据了解，目前孚能科技的产品主要供应给奔驰。

除了赣锋锂电、卫蓝新能源、国轩高科，据了解，目前宁德时代、比亚迪、孚能科技、蜂巢能源等国内电池厂商，以及大众、丰田、本田、宝马、松下等国际巨头均在固态电池和半固态电池领域有所布局。

可以看到，自2022年以来，关于半固态电池量产上车的信息不断曝出。而2022年，堪称是半固态电池量产上车的元年。

半固态电池将加速淘汰燃油车

对于半固态电池的量产上车，不少业内人士分析认为，这将势必将加速淘汰燃油车。

众所周知，如今众多车企都在争分夺秒，推出全面的电动化转型战略。而欧美等发达国家，更是明确了“禁燃令”的时间表。

比如英国由原先的2040年，一下子“缩减”十年，提前至2030年。由此可见，对于这类燃油汽车“淘汰”的强大决心。

和英国一样在2030年前禁售燃油车的国家还有6个，为丹麦、德国、冰岛、斯洛文尼亚、瑞典和荷兰。而其中挪威更早，为2025年。

至于中国方面，在2021年5月的时候，我国也在《中国传统燃油车退出时间表研究》报告中提到，有望在2050年全面实现燃油车退市.....

从时间表来看，全球主流国家离禁燃也就10年-20年的时间。那么，想要加速燃油车的淘汰，纯电动车在技术上就必须实现质的突破。至少保证纯电动车在安全性上足够稳定靠谱的同时，在用车体验方面，要做到和燃油车无异。

而半固态电池的到来，将为纯电动车的安全性和续航等方面带来重大的突破。从而加速淘汰燃油车。

半固态电池的四大优势

首先，我们来简单交代下半固态电池和全固态电池的概念。

所谓的固态电池，顾名思义，电池内部的正极材料，负极材料，电解质均采用固体材料，同时去掉了隔膜的一类锂电池。它又可以分为全固态锂离子电池和全固态金属锂电池。目前研究基本倾向于全固态金属电池。毕竟金属锂的能量密度为3860mah/g，约为碳的10倍。

相较之下，半固态电池通俗地说就是是固液混合电解质电池，是指任一侧电极不含液体电解质，另一侧电极含有液态电解质的电池。或单体中固体电解质质量或体积占单体中电解质总质量或总体积之比的一半。

简单来说，半固态电池就是液态锂离子电池与全固态锂电池的折中方案。

其次，我们再来看看半固态电池有哪些优势？

1、续航更长

液态锂离子电池的能量密度上限被公认为300Wh/kg-400Wh/kg左右。但事实上，目前国内纯电动车，能量密度目前能达到170Wh/kg、180Wh/kg就已经算最优秀。

相较之下，固态电池的能量密度很容易做到300-400wh/kg以上，理论能量密度更高达700Wh/kg，几乎是现在最先进的锂电池数据的一倍。

传统液态锂电池中，需要使用隔膜和电解液，它们加起来占据了锂电池中近40%的体积和25%的质量。而如果把用半固态电解质取代，正负极之间的距离（传统上由隔膜电解液填充，现在由半固态电解质填充）可以缩短到甚至只有几到十几个微米，这样电池的厚度就能大大地降低。

更小的电池体积，意味着可以放置更大容量的电池，提高续航表现，或者也能够带来驾乘空间的提升。

2、不怕低温、解决续航打折和衰减问题

传统液态锂电子电池在低温情况下，电池中的电解液会变的粘稠，电池中的内阻会增加，导致锂离子的运动速度变慢，因此会影响电池性能和容量挥发。这也是为什么现在纯电动车一到冬天，续航就会大幅度打折。

而半固态电池中采用了固体电解质，固态形式的电解质不会因为低温而影响电池性能。从而有效解决了纯电动车冬季续航打折问题。

3、安全性更高

液态电池的安全性能始终是行业关注的一大焦点，针刺试验几乎成为了每一场电池新技术发布会的“保留节目”，而其液态电解液也被看作起火自燃事故背后的元凶。相较之下，半固态电池或固态电池没有液态物质，或液态物质大幅度减少。因此当发生损坏、被穿刺时，将有效避免了自燃或者产生爆炸等情况。

以孚能科技的已量产的第一代半固态电池为例，该电芯已通过第三方测试认证：引入半固态凝胶电解质能显著降低针刺过程电池温度，可通过100%SOC刺穿测试。

4、使用寿命更长

根据可查资料显示，目前半固态电池常温循环2000次，容量保持率85%以上，同等条件下普通液态电池循环1200次，容量保持率只在80%左右。换言之，在电池寿命方面，半固态电池相比普通液态电池更长。这也意味着在二手车保值率上，拥有半固态电池的纯电动车无疑更高。

因为有以上这些优势，半固态电池对比现在的液态锂离子电池，在续航、安全性、二手车保值率方面，都会有质的提升，同时让产品性能彻底超越燃油车。

相比全固态电池赢在时间和成本

大众汽车曾表示，固态电池是未来新能源汽车的动力电池。

固态电池在能量密度、输出电流稳定性、服役寿命、体积等方面均具备优势，而最突出的优势便是安全性及续航里程：固态电解质不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发；另外数据显示，其续航时间可达传统液态锂电池的2-3倍。

然而，即使如此，固态电池的实际情况可能并没那么乐观。

此前，专注新能源、电动汽车等领域的韩国研究机构SNE发表了一篇文章，给固态电池的量产落地泼了一盆冷水。

SNE公司在今年的“下一代电池研讨会”（Next Generation Battery Seminar (NGBS)）上，对全固态电池展开了讨论。该公司认为，依目前的情况来看，全固态电池的产业化还存在诸多问题，可能在2030年前都很难实现大规模量产。

主要原因，有以下两点：

1、成本太高

之所以量产极具困难，很重要的原因是固态电池的成本太高。

第一，是原材料的成本太高，比如锂硫化物的价格是碳酸锂的5-10倍左右；

第二则是全固态电池对于生产环境与原材料纯度的要求太高，导致对于生产设备的投资较高。

基于以上这些情况，SNE预计全固态电池的成本至少是锂离子电池的两倍。

相比之下，半固态电池可兼顾液态电池和全固态电池的性能优势，可以最大程度兼容现有工艺、设备及材料，具备快速落地的可能。

据了解，卫蓝新能源已于去年实现半固态电池量产和批量销售，之所以能快速推向市场，就是因为尽可能地借用现有液态电池装备和工艺，其中仅有10%-20%的工艺设备要求不同，主要包括固态电解质膜引入、原位固化工艺、负极一体化工艺等。

换言之，半固态电池在装配上与现有液态电池生产线有超过80%的兼容性，剩下20%可以通过生产线改造完成，不需要大改就能实现规模化、自动化和高效量产。

此外，国轩内部人士向电驹透露，目前国轩的半固态电量产产线已在紧锣密鼓建设中，预计明年上半年正式投产。而随着产能不断提升，其制造成本也会随之降低。

2、技术难度太大

除了成本之外，全固态电池目前仍有不少的技术瓶颈。

据了解，全固态电池如果从电解质的角度来分类，大致可分为硫化物基、氧化物基和聚合物基三类。根据SNE的报告，其每一类电解质都存在着不同的技术问题。

硫化物基电解质具有较好的离子电导率，但化学稳定性较差，在潮湿环境下易与空气中的水和氧气发生反应，产生有毒气体硫化氢。

氧化物基电解质虽然在空气中具有更好的稳定性，但对制造工艺要求很高，需进行高温烧结陶瓷工艺生产，这种制造方法能耗高且耗时长，且超薄固体电解质片的形式，在批量生产上更是十分困难。

而聚合物基电解质相对于其他两种电解质材料而言要容易制造的多，但问题在于，这类电解质在室温下只能提供10-7S/cm离子电导率，甚至远低于液态电解质10-3S/cm的常规离子电导率。此外，聚合物基电解质的耐高压性也较差，只能适配磷酸铁锂阴级，限制了应用聚合物基电解质电池的能量密度。

对此，有不少技术专家认为，完全没有电解液的全固态电池目前技术上还达不到。但是，两年内将车用半固态电池实现产业化是有可能实现的。

半固态电池或是未来十年的主流?

一个技术完全意义上的成功，应该是能否量产？能否普及？这其中的关键点就是成本。

如今纯电动车市场份额不断增长，很重要的一个原因除了诸如续航、充电等技术的不断突破之外，还有成本的降低。

中国电池产业研究院院长吴辉认为，经济性决定了产品量产程度。这也是很多业内人士并不看好固态电池的原因。甚至有业内人士认为：全固态电池没戏，半固态电池才是未来十年的主流。

对此，浙江锋锂新能源总经理许晓雄表示，固液混合的半固态电池或是动力电池领域的终级路线。

“以走向产品为目标，从能量密度、倍率、循环、工作温区、安全性、量产能力和成本七个维度对比半固态电池与传统液态电池性能，虽然半固态电池每一项指标不能达到完美，但有均衡综合优势。”许晓雄进一步强调：“全固态电池低温性能、成本、规模量产还难以突破，因此全固态电池不一定用得上。”

其实，换我们可以换个角度来看。我们之所以希望电池领域能够不断取得突破，很重要的是一个原因是目前传统的液态锂电池并不完美，它的能量密度有限，它的安全性还存在着诸多问题。

据工信部公布的《中国制造2025》中对电池技术的相关指导意见，到2025年、2030年两个时间节点，动力电池单体能量密度需达到400Wh/kg、500 Wh/kg。而目前占车载电池主流份额的液态锂离子电池，就算在最新技术的加持下，也很难突破400Wh/kg的能量密度上限。

但是，从目前已经量产的半固态电池来看，其在电池能量方面已经有了很大的突破。比如国轩高科的260Wh/kg半固态电池，其续航就可以突破1000km。

我们可以想象，当半固态电池能量密度突破400Wh/kg时，未来续航还会更大的提升。甚至突破1500km、2000kmye也并不是没有可能。到时，对于用户而言，纯电车不再有续航焦虑的问题，而是“续航过剩”的问题。

不仅如此，半固态电池在安全性上，也会得到进一步提升，同时又不像固态电池那么高的生产成本以及时间成本。

那么，既然半固态电池在性能方面已经达到我们的实际需求，又何必舍近求远再去搞全固态电池呢？

当然，也有一些业内人士对此有不同的看法。

国轩一位技术人士向电驹表示，不同使用情景对产品的续航有不同的要求，不断提高续航是适应不同使用情景需求的基本前提。此外全固态电池技术相比半固态，理论上还有更高的安全优势。因此，国轩仍会积极投入研发资源，推动全固态电池应用落地。

在国轩看来，技术是永无止境的。国轩手里已经有了可以随时量产上车的半固态电池，同时下一代电池也即将落地。已经形成技术护城河的国轩，并不介意继续投入全固态电池的研发和量产落地，将自己的护城河挖的更深一点。

电驹小结

一方面，半固态电池能够为电动车带来更高的续航，更优秀的安全性，解决了用户的续航焦虑。而另一方面，结合当下400V快充，甚至800V快充的普及，届时纯电动车将完全告别充电焦虑，出行便捷体验与传统燃油车几乎一致。

到那时，李斌口中的那句“我不理解为什么还有人买燃油车”，余承东所言的“买燃油车就跟买功能机”，才可以谈得上言之有据。

对此，大家怎么看呢？不妨在下面留言评论，说出您的想法吧。