蔚來將一月九日公布新轎車產(chǎn)品及150度電池包，外界紛紛猜測，為大幅提升能量密度，該電池或為固態(tài)技術(shù)方法。

當前車企搭載主流產(chǎn)品均為液態(tài)鋰離子電池，而固態(tài)電池將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，能大幅降低熱失控風(fēng)險；通過采用金屬鋰負極，能將電池能量密度提升70%以上。但缺點是固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率比電解液低10倍以上，快充性能不佳，以及制備工藝復(fù)雜、成本較高。

不過正因為看重高安全性、高續(xù)航，眾多電池廠商、車企均在持續(xù)研發(fā)、驗證固態(tài)電池商用化方法。如近期吸引極大關(guān)注的美國固態(tài)電池公司QuantumScape，計劃于2024年開始量產(chǎn)固態(tài)電池。

一、固態(tài)電池——下一代高性能鋰離子電池

1991年索尼公司推出商業(yè)化液態(tài)鋰離子電池，隨后液態(tài)鋰離子電池進入快速發(fā)展。

2015年至今，由于全球范圍汽車電動化浪潮，車企對長續(xù)航、高安全性動力鋰電池持續(xù)追求推動電池研發(fā)不斷革新。

國內(nèi)為例，目前我國動力鋰電池已由磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)向高鎳三元，但供應(yīng)商推測，未來五年依靠現(xiàn)有三元體系，動力鋰離子電池單體能量密度難以實現(xiàn)高于350Wh/kg的目標，即無法達到國家要求。

另外磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)向高鎳三元過程中，許多車企出現(xiàn)電池自燃事故（三元電池能量密度高，但存在安全性差），引發(fā)消費者安全擔(dān)憂。

正因為對更高能量密度和更高安全性的追求，目前各國均在加緊固態(tài)電池研發(fā)。

比較液態(tài)鋰離子電池，固態(tài)電池具備以下優(yōu)點：

1）固態(tài)電池將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，大大降低熱失控風(fēng)險；

2）固態(tài)電池電化學(xué)窗口可達5V以上，高于液態(tài)鋰離子電池（4.2V），允許匹配高能正極和金屬鋰負極，大幅提升理論能量密度；

3）固態(tài)電池可簡化封裝、冷卻系統(tǒng)，在有限空間進一步縮減電池重量，體積能量密度較液態(tài)鋰離子電池（石墨負極）提升70%以上，達到500Wh/kg。

當然，固態(tài)電池現(xiàn)階段也面對許多技術(shù)障礙，包括：

1）大部分固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率比電解液小10倍以上，快充性能并不佳；

2）循環(huán)過程中物理接觸變差，影響使用壽命；

3）制備工藝復(fù)雜。

綜合而言，由于對更高能量密度、更高安全性的追求，目前各國都在加緊固態(tài)電池研發(fā)，以期搶占技術(shù)高點。即使實現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化尚需時間，但過程中的技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)能被持續(xù)應(yīng)用，提升產(chǎn)品力。

二、政府引導(dǎo)，固態(tài)電池進入“軍備競賽”階段

各國政府近年陸續(xù)出臺政策扶持新能源汽車行業(yè)，多個國家明確固態(tài)電池發(fā)展目標和產(chǎn)業(yè)技術(shù)規(guī)劃：2020-2025年著力提升電池能量密度并向固態(tài)電池轉(zhuǎn)變，2030年研發(fā)出商業(yè)化全固態(tài)電池。

我國方面，部分公司已進入固態(tài)鋰離子電池（半固態(tài)電池）中試階段，2025年前或可實現(xiàn)量產(chǎn)，如寧德時代、輝能科技等。

日韓方面，豐田計劃2022年實現(xiàn)搭載固態(tài)電池的電動汽車量產(chǎn)。目前全球范圍內(nèi)，日本公司的固態(tài)電池技術(shù)較為領(lǐng)先，許多日韓公司選擇抱團研發(fā)。

歐洲則謀求在固態(tài)電池領(lǐng)域翻盤，歐美各大車企紛紛投資固態(tài)電池初創(chuàng)公司。例如美國高校衍生的初創(chuàng)公司SolidPower、SolidEnergySystems、QuantumScape等。

很明顯，固態(tài)電池領(lǐng)域已經(jīng)進入‘軍備競賽’階段，市場參與者眾多，車企、電池公司、投資機構(gòu)、科研機構(gòu)等在資本、技術(shù)、人才三方面進行博弈。

多數(shù)機構(gòu)預(yù)期，按照目前發(fā)展情況，2025年固態(tài)電池將實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。從演進角度，固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展預(yù)計采用逐步顛覆策略，液態(tài)電解質(zhì)含量逐步下降，全固態(tài)電池是最終形態(tài)。

三、鋰電顛覆者？固態(tài)電池公司QuantumScape一月暴漲10倍

美國固態(tài)電池公司QuantumScape今年通過借殼上市，股價在過去2個月以飆漲10倍，最新市值高達414億美元。如此巨大漲幅，QuantumScape底氣何在？

明星團隊，產(chǎn)業(yè)巨頭背書。QuantumScape成立于2010年，由斯坦福大學(xué)科學(xué)家JagdeepSingh、FritzPrinz和TimHolme創(chuàng)立，重要研發(fā)固態(tài)電池。

值得一提的是，QuantumScape董事會“風(fēng)云人物”聚集。Doerr——美國最大風(fēng)險基金KleinerPerkinsCaufield&Byers的合伙人；JBStraubel——作為特斯拉前首席技術(shù)官、聯(lián)合創(chuàng)始人，曾負責(zé)特斯拉電池研發(fā)工作。此外，還兩名董事則與其最大股東大眾集團有關(guān)。

早在2012年大眾就已與QuantumScape合作，2018年大眾向QuantumScape投資1億美元，成為其最大股東，并宣布建立合資公司，希望實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

根據(jù)路演資料，QuantumScape投資者還包括比爾蓋茨、KhoslaVentures、KleinerPerkins、QatarInvestmentAuthority、上汽集團和大陸集團等。截止上市前，QuantumScape已獲得超過8億美元融資。

產(chǎn)品方面，十二月八日QuantumScape公布其固態(tài)電池技術(shù)最新性能數(shù)據(jù)，稱其固態(tài)電池能量密度高達400Wh/kg，可為電動汽車供應(yīng)的續(xù)航里程將高出80%，并且能在15分鐘充電80%。

中金分析，QuantumScape的固態(tài)電池路線為氧化物體系下的鋯酸鑭鋰石榴石狀復(fù)合氧化物固態(tài)電池，主流電解質(zhì)體系為Li3La3Zr2O12（LLZO），即鋯酸鑭鋰。QuantumScape首席執(zhí)行官JagdeepSingh認為后續(xù)商業(yè)化‘任務(wù)’并不難，接下來將重要解決工程、制造問題，計劃在2024年與大眾合作進行固態(tài)電池量產(chǎn)。

憑借產(chǎn)品性能突破，有人才，有金主，QuantumScape能否成為鋰離子電池顛覆者？