作者丨王小西
責編丨崔力文
編輯丨別致
【資料圖】
資本的游戲,結束了吧。
對于狂歡了幾年的固態電池,也許真到了“一場游戲一場夢……”的夢醒時分。特別是這次上海車展,寧德時代推出凝聚態電池(Condensed Battery)后,固態電池更顯尷尬。
固態電池的興起,離不開資本的推波助瀾。如今資本退潮,像QuantumScape(簡稱QS)的股價從最高132美元跌至目前的5.94美元附近,其他的選手也不樂觀。
比如種子選手豐田,點錯科技樹后,在硫化物固態電池方向的孤行,似乎也到了《三體》中那種“智子鎖死”的時刻。
很早我就在《半固態電池,可能就是電動車的終點》里說過,半固態電池會是固態電池研發的終局。現在看來,這個判斷沒什么錯。寧德時代就是這么干的。
不管怎么說,必須敬畏和尊重物理化學常識。講故事的資本再無法無天,也不能違背客觀規律。否則,就像通脹就是通脹,美聯儲的所有謊言,都有被揭穿、信用貨幣崩塌的一天。
01
固態本就違背常識
曾經被業內大喊“狼來了”的固態電池,作為鋰電池技術的“圣杯”,毋庸置疑,曾是資本和企業追逐的方向。
這些年,大眾汽車集團和比爾·蓋茨積極入股的美國創業公司QuantumScape、Solid Power等是這條路線的代表,豐田、日產、松下等日系巨頭,以及中國電池方面的很多企業,也紛紛加入戰局。
好消息似乎接踵而至。一會兒就要量產了,一會兒有新的突破,然而都是“只聽樓梯響,不見人下來”,量產時間不斷在推后。都想成為全球新能源行業新的霸主,但是,技術發展是一步一步的,飯是一口一口吃的。
就拿QS來說,上市后的股價曾經“飛上天”,股價最高達到132美元。2020年上市前,QS說自己驗證了單層電池在室溫加壓的情況下,以1C的速率充放電循環1000次后還可以保持初始容量的90%。
隨后,QS在2020年四季報中首次公布了30x30mm的4層電池,測試結果與一層電池功能接近,保持了近800次循環后超過90%的容量。并且,QS還宣布已與大眾合作啟動生產線的建設,預計在2025年可投產。這顆衛星直接把QS的股價推高了10倍。
前景似乎無限光明。然而,上市的狂歡之后,越來越多“擊鼓傳花”的投資者清醒過來,提出質疑,畢竟,即便技術問題解決了,能否量產也成問題啊。而且成本方面,也成為固態電池最大的BUG。
再者,固態電池想要達到理論能量密度的500Wh/kg峰值水平,拉開與目前主流傳統鋰電池理論上限水平350Wh/kg的距離,看來更是難上加難。而固態電池因為固態能帶來高能量密度、擁有“更高安全級別”的說法,也都是靠不住的。
QS在去年年底也對電池安全含糊其辭,當時該公司勉強造出了首批原型固態電池并交付給汽車客戶,創始人、CEO兼董事長印度人Jagdeep Singh提到這批電池產品的可靠性方面“仍有很大提升空間”。
而且,據之前美國能源部的一項研究發現,全固態電池在因為鋰枝晶引發短路的溫度比傳統鋰離子電池更高,而熱量的釋放可能會通過易燃包裝或者附近的其他材料而起火。另外,當固態電解質層因為各種原因而完整性受損的時候,更是會釋放巨大的熱量。
此外,QS采用的氧化物固態電解質(陶瓷)硬度太高,不得不增加凝膠電解質來改善界面,而這樣做將會降低固態電池的本征安全性。尤其是陶瓷電解質片由于金屬鋰沉積的臨界電流密度很小,在未來使用中將很容易發生短路。
各種難點匯集起來,就成了固態電池跨不過去的“天塹”。而半固態電池的優勢,就凸顯出來了。像寧德時這次代發布的凝聚態電池,除了量產的速度快,最主要優點之一就是高能量密度,單體能量密度達到500Wh/kg,突破了目前主流材料體系的天花板。
雖然寧德時代表示,凝聚態電池“不是固態電池,也不是半固態電池”。不過,在我看來(業內很多人也是這么認為),由于其電解液是一種半固態化的膠質狀態,還是算半固態電池。如果能落地鋪開,這將很可能成為固態電池的終極形態。
當然,寧德時代也是慣于造勢的主,說是今年能量產,實際落地情況咋樣還兩說。畢竟,它說的混裝鈉離子電池,也是“只見樓梯響”,要等奇瑞iCAR品牌的首款新車iCAR 03量產上市才能有清晰的面目。
從原理上來說,凝聚態電池的特性在于,電解液本身的高粘性使得流動性降低,能提高動力電池整體的安全性能,避免傳統液態鋰離子電池熱失控的風險,“看起來很美”,實際怎么樣,還是需要科學的、量產的驗證。
雖說大眾汽車電芯中心負責人弗蘭克·布洛梅(Frank Blome)將固態電池稱為鋰離子電池的“終結者”,以及可控核聚變民用化之前的能源設備終點,仿佛印第安納瓊斯苦苦尋找的“圣杯”,一旦得手,就能成為能量魔方的解密者,和全球新能源行業的霸主。但如今看來,這個故事堪比漫威宇宙,吃瓜就好。