随着电动汽车的普及,许多消费者在购车时面对的主要问题并不是外观或配置,而是实实在在的电池续航问题:电动车续航不足、高速行驶时不敢大胆用电、冬季电量迅速下降等。尤其是在节假日,高速公路充电时的排队情况令人头疼,短途出行尚可应对,长途旅行则令人烦恼。过去几年,解决这些痛点的共同答案就是期待固态电池的问世。固态电池长期以来被视为“未来电动车的终极科技”,虽然鲜有量产,通常只存在于实验室或高端概念车中,其高昂的价格与普通人使用的十几万的家用车相去甚远。然而,今年情况发生了显著变化:国产固态电池技术开始实际应用,15万元的家用车便能实现CLTC续航超过1000公里。而相对而言,深耕固态电池技术多年的丰田却一次次推迟量产计划,从最初的2020年拖延至2027年,再到2028年。国产技术快速落地、普及,而丰田却百般延误,这让人对固态电池的真正技术能力和国产品牌的实力产生了疑问。今天,我们以简单明了的方式,深入探讨这一话题。
一、固态电池的优势何在?
目前市场上绝大多数家用电动车仍在使用传统的液态锂电池。经过多年的发展,这种电池技术虽已达到一定水平,但同时也暴露出一些固有缺陷,令消费者烦恼。首先,液态电池的安全性堪忧。由于其内部充满电解液,这意味着车辆发生碰撞、挤压或穿刺时,极易引发热失控与火灾。现有的安全防护措施只是降低风险,无法从根本上解决安全隐患。其次,续航与能耗之间存在矛盾。若要获得更高的续航,车企只能增加电池数量,结果导致车身变重,电耗上升,最终形成“增电池、增耗电、续航提升有限”的恶性循环。别的,快充也受到现有液态电池的制约,电池在快充时温度上升,过大的电流容易损害电芯,长期快充则会显著缩短电池寿命,这也是快充技术无法实现“几分钟充满”的原因所在。
而固态电池从根本上解决了这些问题,取消了液态电解液,采用固态电解质,使得其具有了几个显著的优势:第一,安全性极大提升。无液态易燃成分几乎消除了热失控和自燃的隐患,彻底保证了电动车的安全;第二,续航能力显著增强。在相同体积和重量下,固态电池的储电量远超传统电池,轻松超过1000公里续航;第三,充电效率提高。固态电池支持高速快充,未来可实现短时间内完成充电,避免排队等待的麻烦;第四,车身更轻,内部空间更大。电池体积小型化、轻量化,一方面可以降低能耗,另一方面释放车内更多空间。
尽管固态电池拥有诸多优点,它并不是毫无缺陷。固态电解质在常温下导电性能不及液体,且固态材料的贴合存在难度,长期充放电过程中可能出现缝隙,导致电池性能下降。虽然实验室可以轻松制作样品,实现规模化量产并不简单。这也是固态电池技术始终未能大范围商业化的重要原因。
二、15万元级别1000公里续航的车型究竟是否真实?
近年来,网络上关于“固态电池普及”、“现在买车就是托”的争论不断涌现,把握住这一关键概念是非常重要的。固态电池可分为半固态、准固态和全固态三类型,三者在技术成熟度和实现速度上存在巨大差异。目前我们看到的15万元价位可以实现1000公里续航的车型,皆为半固态电池。半固态电池被视为液态电池向全固态电池的过渡方案,仍保留少量电解液,因此技术门槛低、良品率高且成本可控,非常适合民用市场。相比传统锂电池,半固态电池在续航、安全性和稳定性上均有所提升,绝非仅仅是噱头。而大家所想的“零液体、纯固态”真正的全固态电池,目前仍处在实验室阶段,短期内无法实现量产,更无从谈及达到15万元的售价。
不少自媒体故意混淆这两者的概念,给消费者带来“技术颠覆”的焦虑,实际上没有必要。从实际使用角度看,1000公里的CLTC续航相当于日常通勤可以持续十天或半个月无需充电。即便是在冬季的低温天气或高速行驶情况下,实际续航也能稳定在650–700公里,能够满足大多数用户的长途旅行需求,有效缓解了里程焦虑。简单来说,半固态电池是当前最适合消费者使用的技术,而全固态电池则是一个远期目标。
三、丰田的量产进度频繁延误,原因其实并非技术不行
谈到固态电池,不得不提丰田。作为最早介入该领域的车企,丰田在固态电池的专利储备上也处于领先地位。早在数年前,丰田曾高调宣称将于2020年实现量产,但此后多次推迟,令消费者纷纷调侃其为“画饼达人”。许多人以为丰田在技术上落后或研发失败,但真实情况恰恰相反:丰田始终专注于全固态电池的研发,拒绝半固态这一过渡方案,而这使他们的量产之路相对更加艰难。
国内车企的策略是:先实现量产,再不断改进。通过半固态电池迅速上车以满足市场需求,再逐步向全固态电池发展,这一方式务实且快速。而丰田则希望一步到位追求最终的目标,他们为了突破技术瓶颈,直接对接硫化物全固态电池,这条路面临的挑战远超预想。首先,生产条件极为严格。丰田采用的硫化物电解质虽然电导性极佳,但对水分极其敏感,遇水汽会产生毒性气体。因此,生产线需要无尘且无水分,这意味着需要对车间进行极大的改造,并且良品率的保障也是一大挑战。