“创新不即是量产,量产(财产化)不即是贸易化,想真正贸易化,还要思量实际场景的技术验证、市场适配、律例 合规等难题。” 文 / 巴九灵一个多月前,英国《金融时报》抛出了一个标题:中国会成为史上第一个“电力
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“创新不即是量产,量产(财产化)不即是贸易化,想真正贸易化,还要思量实际场景的技术验证、市场适配、律例 合规等难题。” ![]() 文 / 巴九灵 一个多月前,英国《金融时报》抛出了一个标题:中国会成为史上第一个“电力帝国”吗? 外媒并非忽然年夜 开脑洞。数据显示,2024年中国年发电量飙至10万亿千瓦时,是美国的2.5倍,占举世发电总量近三分之一。不外,《金融时报》只从发电角度来谈“电力帝国”的大概性,从另一个角度——储能(电池)而言,举世各国仍然处于猛烈竞争中。 而今年以来,国内关于电池的火爆新闻 接踵而至。今年10月,锂电业百亿级投资密集落地,各年夜 企业加快扩产,行业进入新一轮的扩产周期。今天,我们就通过盘货近期以固态电池为代表的技术冲破 ,探讨一下中国成为一个超级“电池帝国”的大概性。 ![]() 图源:网络 ![]() 狂飙中的固态电池 最近,行业内出现 一个火出圈的概念,叫作“固态电池”。 二月伊始,工信部八部门就明白将固态电池列为重点并吞 标的目的 ,随后从中央到处所 ,支持 其成长 的重要文件纷至沓来。在财产端,据不完全统计,已有21家电池企业、九年夜 车企公布量产“固态电池”。如奇瑞公布的“固态电池”续航高达1500km,相称于满电从杭州一口气跑到北京。 ![]() 图源:工业和信息化部 所谓的固态电池,相对于常见锂电池,最年夜 的区别是电解质从液态变成了固态,且没有隔膜(区分正负极,防止短路)。 2020年的时候,固态电池的概念就已经被炒上天了,由于它具备了两年夜 极为诱人的长处: ◎ 起首,异常 安全 。液态电解质中的一些有机溶剂和分化 物是易燃易爆物,同时还不抗热,隔膜熔化 导致短路,温度快速升高,车主容易被“提前火化”。而固态电解质抗高温,不怕穿刺,安全 性年夜 年夜 加强。 ◎ 其次,续航强年夜 。平凡的磷酸铁锂电池的能量密度100wh/kg多一点,而固态电池轻松到达400wh/kg。换言之,若电池组的重量一样,固态电池能比磷酸铁锂电池携带好几倍的电量。 即就是 在北方的凛冬,固态电池也不会像液态电池在低温时变得浓厚或半凝固,险些不影响离子迁徙和导电率,也就不存在冬日续航焦急了。毫不夸张地说,若固态电池普及,“1300公里续航”中间都不必要 充一次电。 前景看着很精美,但由于 关键 技术不绝没有冲破 ,固态电池的话题也一度寂静。 那么标题来了,固态电池最年夜 的技术瓶颈到底是什么? 先来看一下锂电池充放电道理 :电池充放电端赖锂离子在正负极间“往返跑”。锂离子如同外卖小哥,负责把电子从电池正极送到负极,配送方法 是在液态电解质里“泅水 ”,丝滑地润湿电极颗粒表面。 但固态电解质是刚性的,如同陶瓷,金属锂电极却软得像粗拙 的泥巴,两种材料贴合时,实在是点打仗,界面处坑坑洼洼,锂离子通过的方法 从“泅水 ”变成“跑高速”,路是变短了,但也变得崎岖了。“阻力”太多就会带来电流分布不匀称,造成发热,影响充放电服从。这是固态电池难以普及的根本原因 。 ![]() 2025工博会,固态电池原材料 令人兴奋的是,今年下半年,中国科研团队冲破 了这一技术瓶颈。 中科院物理所的科学家发明 ,“碘离子”可以用作“界面活性剂”。在电池工作时,碘离子会顺着电场跑到电极和电解质的接口处,自动吸引通行的锂离子过来,哪里有小缝隙、小孔洞,就自动流过去 填满,电极和电解质就会贴得严严实实。 比如你往两张粗砂纸缝里滴了点润滑油,本来不贴合的界面就能滑顺地贴合上。 除了发明 碘离子的神奇功能 外,近期的冲破 还有: 清华年夜 学团队用含氟聚醚材料改造电解质。耐高压的氟,能够 防止高电压击穿电解质——此技术在满电状态下经过针刺测试、120℃高温箱测试都不会爆炸; 中国科学院金属所团队则利用聚合物分子的计划灵活性,在主链上同时引入具有离子传导功能 的乙氧基团和具备电化学活性的短硫链,可以抓取更多的锂离子,能量密度提升86%。基于这种材料构建的电池,可蒙受20000次反复弯折。 ![]() 一体化聚合物电极-电解质材料的计划,图源:中国科学院 这些关键 技术的冲破 ,敏捷让固态电池在资本市场里充满了想象力。 有一只叫上海洗霸的股票,不是卖洗发水的,客岁九月得到多项固态电解质专利后,一年内股价暴涨四倍,今年累计涨了241%;永兴材料、尚太科技等6家锂电企业股价近两个月累计涨幅靠近翻倍;固态电池指数从4月到10月的涨幅靠近翻倍。 固态电池,俨然成为“全村的希望”。 ![]() 固态电池并非“全村的希望”? 然而,中国想成为超级“电池帝国”,并非只有固态电池一条路径。 客岁11月,我们去了趟杭州的西湖年夜 学,海归姜教授先容了团队正在实验的“电池再生技术”。简单来说,就是给濒死的锂电池“打一针”。 根本道理 是:锂电池循环后会产生不成 逆的化学反响 ,当电池容量衰减到80%,不导电的副产物增多,导致内阻增年夜 ,电池容量敏捷滑坡。但此时如果给电池开个孔,向内里打针 “再生液”,溶解失踪 副产物并提供过剩 锂离子,让正负极继承活动,电池就会规复到康健状态。 团队经过实验发明 ,一块电池从出厂到80%容量年夜 抵必要 8年,添加补充液后,会规复到90%左右,但衰减的斜率会变得很慢,经过十多年后,容量还能对峙 在78.4%,这使得电池寿命最长能延长至2.5倍。反复添加补充液,最多可做到4倍寿命,电池容量仍有75%。 偶合的是,2月12日,复旦年夜 学研究团队在《自然》主刊上颁发 了《外部供锂技术冲破 电池的缺锂困境和寿命边界》,更详细地先容了类似“电池打针”的思路 。 ![]() 图源:复旦年夜 学高分子科学系 研究团队发明 了一种叫作“三氟甲基亚磺酸锂”的物质,可以补充电池利用中损失的锂离子,把它打针 到电池内部后,会分化 留下锂离子,其余 成分以气体形态排挤,并不转变 电池布局。 而这个新物质,则是通过AI的辅助,从300余万个虚拟分子中筛选并人工合成的。 研究团队用一节容量衰减到85%的磷酸铁锂电池举行了实验:将三氟甲基亚磺酸锂注入电池中后,显著规复了电池机能 。在靠近12000次循环时,电池仍会对峙 96%的容量。相称于天天充电两次的电动车电池可以利用18年,电池衰减率也才只有4%。而现有的电动车电池如果天天充电两次,3年不到,衰减率就到达30%。 理论上,电车也可以像油车一样父亲开完传给儿子开。 ![]() 财产化和贸易化难题 但不管是固态电池还是“打针技术”,都邑 遇到一个魂魄拷问:创新不即是量产,量产(财产化)不即是贸易化,想真正贸易化,还要思量实际场景的技术验证、市场适配、律例 合规等难题。 先说固态电池。从技术生产来看,主流的固态电解质有三类,但各有各的标题。 氧化物热稳定性优秀,但界面打仗差导致循环寿命低;硫化物离子电导率最高,但本钱高且易产生有毒的硫化氢;聚合物本钱可控,但需加热才华正常工作。像生产硫化物,就必须处于绝对干燥或惰性气体情况下,这就对工艺和生产情况提出极为刻薄 的哀求 。 ![]() 固态电池检测中 依照 目前行业数据,全固态电池的良品率在65%—70%,很难谈得上量产。 除了制作 水平的限制,本钱是判定财产化的最年夜 指标。遗憾的是,固态电池的本钱目前实在高得离谱。 目前硫化物电解质(锂磷硫氯)的本钱为300—500万/吨,相称于白银代价的一半。全固态电芯本钱在1.5元/wh至5元/wh。研究固态电池的欣旺达曾表示,2026年全固态本钱“有望”降至匀称2元/wh,换算成100度电池包,代价要20万,依照 电池本钱占总本钱40%算,整车本钱要50万元。 国际能源署在其《电池与安全 能源转型》报告 中指出,到2030年,工艺创新有望让本钱较2023年降落40%。这么一算,本钱也要1.2元/wh,而液态电池——高镍三元锂电芯的匀称本钱仅为0.45元/wh。 究竟上,各机构预测固态电池真正量产的时间区间是2030年至2035年。如今有许多号称能“量产”的,都只能叫半固态电池,内里还保留5%—10%的液态电解质。所以 ,为了防止市场把半固态电池和固态电池混淆,国家 还将出台一个新文件,将“半固态电池”同一定名为“固液电池”。 而电池“打针补锂”听着很锋利,但目前仅处于实验阶段。像“三氟甲基亚磺酸锂”这个关键 物质,并没有思量到实际生产和工艺。由于它的分化 物包罗二氧化硫和三氟甲烷,前者是污染物,后者在高温条件下分化 为有毒的氟化氢。所以 电池中还缺一个“排毒”的工艺。 “打针补锂”也并非只是扎一下再贴个“创可贴”那么简单。把针直接扎进电池里的叫“穿刺实验”,有爆炸风险。想要打针,就得在电池研发计划的时候,预留好打针补锂的管路(复旦年夜 学实际上从新 计划了一块电池)。这意味着,想普及该技术,市情 上全部电车的电池根本得换新。这就是一个典型的市场适配和尺度合规的市场化难题。 ![]() 这一天终会到来 电动车最早于20世纪初由爱迪生和福特互助研发,但续航过短、本钱高昂,被一个汽车工人只需花2个月工资就能买到的福特燃油车Model T“吊打”,1930年月 彻底从路上消散。 所以 ,一项创新技术能否落地,取决于制作 本钱、规模效应、转换本钱等,否则很易被全行业扼杀在摇篮中。 对于企业而言,电池又是一个高度重资产行业,必须创建全新的生产线,而年夜 多数企业已对液态电池门路付出 “淹没本钱”,企业必须优先思量回本、红利、满足现有的市场需求、提高 市占率,有了良性循环之后,才会再去琢磨新技术的成熟工艺,使其产生贸易化优势 。 ![]() 深圳国际工业电池展上的固态电池 从本钱出发 ,磷酸铁锂的代价已经降至2000元/吨的区间,跟着 今年行业年夜 扩产,企业为得到规模效应,采购规模进一步提高 ,液态锂电池本钱也是否会进一步沦为“白菜价”? 再比如,“换电”一旦规模化了呢?不管是蔚来还是后入局的宁德时代,跟着 换电站规模加快扩大 ,“车电分离”模式不再局限于单一车企,换电模式已逐渐从小众选择变成了主流补能方法 ,将来换电服从有大概压缩在1分钟左右,成为了新的加油站。 是以 ,我们面对的是新世纪的爱迪生和福特的“油电之争”。新技术未必成为主流,老技术未必被淘汰,两者并非非此即彼的零和博弈,而是创建起差异梯队、差异需求的生态。谁会存活下来,是符合 贸易规律 的“自然选择”的效果。 但可以预感 的是,只要市场自由,新入局者源源不断,跟着 规模扩大 ,代价也会被进一步“撇脂”,前沿技术最终 会沿着“军工/航空→高端乘用车→年夜 众市场”标的目的 逐步普及。大概在5—10年内,中国成为人类汗青第一个“电池帝国”,并非是一个迢遥的幻想 。 本篇作者 | 徐涛 | 使命 编纂 | 何梦飞 主编 | 何梦飞 | 图源 | VCG |
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