相比于传统锂电池,固态电池容量大、更安全、使用寿命也更长,优势可谓相当明显。但是,在研发层面可谓困难重重。尽管从新势力车企Fisker、蔚来,到传统车企丰田、大众、宝马,在该技术上均有所布局。但时至今日,还尚未有一款量产车搭载固态电池。甚至早在2017年就申请了固态电池专利的Fisker公司已于2021年公开宣布彻底放弃研发该技术。

对此,Fisker创始人Henrik Fisker坦言:“固态电池是一种这样的技术,当你觉得已经完成了90%,几乎达到目标时,然后你意识到剩下的10%比前面的90%困难得多。因此现在,我们完全放弃了固态电池,因为真的无法落地。”而对于该技术的前景,这位宝马Z8的设计师同样给出了悲观的预期:“我个人认为,不管是哪种形式的量产,固态电池都至少还需要7年。”

讽刺的是,让固态电池技术迟迟不能量产落地,进而困扰着全球车企和电池制造商的技术难题恰恰就是固态电解质本身。目前,全球范围内成型的电解质技术路线一共分为三种:聚合物、氧化物和硫化物。其中,以大众及上汽集团投资的电池制造商QuantumScape为首的欧美企业更倾向于氧化物和聚合物,而丰田和LG化学为首的日韩企业则坚定地站在硫化物这一阵营。

这三种技术路线可谓各有千秋。其中聚合物电解质加工容易,高温下导电性能优异,但室温状态下导电性能大幅下降,因此这种电池需要配置额外的加热装置保持电池始终处于工作温度。利用该技术,法国公司Bolloré早在2011年就与宾法设计公司合作开发了搭载固态电池的量产车——Bluecar。不过,该车搭载的电池组容量只有30kWh,能量密度只达到了100Wh/kg,甚至还不足现在现在主流液态电池能量密度的一半。

更致命的是,为了保证该车的续航里程,一些早期的车型即使在停车状态下,也需要外接一个加热器。尽管固态电池本身的降低了自燃风险,但这个附加装置成了最大的隐患。2013年10月14日,法国巴黎一辆用于共享出行的bluecar发生自燃,大火很快烧毁了另一辆附近的车。据悉,在2011-2013年间,共有25辆bluecar发生了自燃。
对此,氧化物固态电解质受外界环境影响小,但加工难度较高,前文提及的QuantumScape,研发出了加工更容易的非薄膜电解质,并被众多业内人士看做未来最有量产商业化前景的固态电池技术。

相比前两种技术,硫化物起步最晚,但由于其导电性能最好,且支持高压快充技术,因此被丰田、三星和宁德时代等一众亚洲企业看好,2021年9月,丰田正式宣布,将投资135亿美元用于研发包括固态电池在内的下一代电池技术。同年11月,该公司推出了首款搭载固态电池的概念车——LQ Concept,不同于各种PPT造车企业所热衷的”1:1大比例车模”,这款概念车在接下来会在开放道路上进行测试,并验证固态电池的稳定性。

即使试验车已经上路,一向以保守稳健著称的丰田还是决定直到2025年,才会小规模投产固态电池。并且首批产品将应用于自家的混动车型上,而非纯电车型。对于这个规划,丰田研究所(Toyota Research Institute)负责人Gill.Pratt给出了解释:“目前的固态电池制造成本居高不下,而混动车型所需的电池容量较小,不仅可以有效控制成本,同时混动车型更频繁的充放电也使其成为了验证电池寿命和可靠性的完美平台。”
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