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我是个汽车迷,平常就爱研究各种汽车新技术。这几年新能源汽车火得很,可每次跟身边开新能源车的朋友聊天,他们总忍不住吐槽。
新能源车续航的那些糟心事
就说去年春节,朋友小李从深圳开车回湖南株洲。他那车官方说能跑500公里,可上了高速,实际也就跑300到350公里左右。一路上,他眼睛都不敢多眨一下,死死盯着电量显示,心里不停地算着剩下的电够不够撑到下一个服务区。
原本9个半小时的路程,加上充电、休息的时间,足足花了12个半小时。小李跟我讲的时候,一脸无奈,说这哪是回家,简直是遭罪。
后来我发现,像小李这样的情况还真不少。有机构做过调查,节假日开新能源车跑高速的车主里,超过70%的人都有续航焦虑。有的人怕冷风吹,冬天开车都不敢开暖风,在车里冻得直哆嗦;还有的人在服务区排队充电,一等就是好几个小时。
更倒霉的是那些遇上续航虚标的车主。2025年3月,有个品牌的纯电车型,标称续航600公里,结果常温下只能跑360-400公里,冬天低温的时候,续航直接“砍半”,不到300公里,好多车主联合起来维权呢。浙江省消保委2024年的报告也提到,新能源汽车投诉里,续航里程虚标占比挺高,差不多有40%多,这可把消费者愁坏了。
全固态电池来“救场”啦
在大家都为这事儿头疼的时候,全固态电池出现了,不少人都觉得它能解决新能源汽车的续航难题。那全固态电池到底是啥呢?它真能像大家期待的那样,在2027-2030年改变我们的出行方式吗?
全固态电池,说起来其实也不难理解,就是把传统锂电池里的液态电解质换成固态的。就这么一个小小的改变,却让电池性能提升了不少。以前的液态电解质不太安全,容易起火爆炸,全固态电池就没这个问题,车辆起火的风险大大降低了。
全固态电池的研发过程可不轻松,科研人员早就开始研究固态电解质了。2024年,全固态电池有了大进展。这一年,中国首条全固态锂电池量产线在北京亦庄投产,这可是个大突破,标志着我国在全固态电池产业化的路上迈出了重要一步。
同年11月,本田也宣布从2025年1月开始试产纯电动汽车用的全固态电池,还公布了电池性能。据说以后单位电池体积的续航里程会大幅增加,到时候中型电动汽车满电说不定能跑1000公里,都能从东京开到福冈了。
全固态电池的优点还不止安全这一项。它能量密度高,同样大小或者重量的电池,能存更多电,这样车辆的续航里程就能大幅提升。而且,它和超快充技术很“合拍”,要是超快充技术成熟了,充电时间长这个新能源汽车的大麻烦就能解决。有研究数据显示,全固态电池的能量密度比传统锂电池能提高30%-50%,续航里程可能增加一倍左右,成本还能降低一些呢。
车企们的“全固态大战”
这么好的前景,各大车企和电池企业都坐不住了,纷纷在全固态电池领域布局,竞争特别激烈。
长安汽车在这方面下了很大功夫。他们打算在2026年让固态电池装车验证,2027年逐步实现量产,到时候电池能量密度能达到400Wh/kg。为了达成这个目标,长安汽车专门组建了一支厉害的研发团队,里面都是顶尖的电池专家和工程师。同时,他们还投了不少钱搞技术研发和设备升级,和好多供应商建立了合作关系,就为了保证原材料供应稳定,电池生产能顺利进行。
上汽集团也不甘示弱,计划在2027年推出首款全固态电池“光启电池”。这款电池能量密度超过400Wh/kg,电池容量也不小,超过75Ah。而且它的安全性能特别好,就算遇到针刺、200摄氏度热箱这些极端情况,也不会起火爆炸。在低温环境下,电池容量还能保持90%以上。上汽集团在研发的时候,特别注重技术创新和产品优化,做了大量实验和测试,一点点提升电池的各项性能。为了让“光启电池”顺利推出,他们还建了先进的电池生产基地,引进了智能化的生产设备和管理系统。
国轩高科在全固态电池研发上也取得了不错的成绩。早在2017年,他们就开始涉足半固态电池领域,经过这么多年的技术积累和研发投入,2024年5月成功发布了首款全固态电池“金石电池”。这款电池能量密度350Wh/kg,循环寿命能超过3000次,PACK能量密度280Wh/kg,续航能达到1000km,还通过了200℃热箱测试。国轩高科在研发过程中,很注重产学研合作,和好多高校、科研机构一起建立了联合研发中心,共同攻克技术难题。
同时,他们也在积极拓展市场,和不少车企达成了合作意向,为“金石电池”的商业化铺好了路。
除了这些企业,其他公司也没闲着。长城汽车旗下蜂巢能源的软包固态电池电芯已经能小批量生产了;太蓝新能源计划2026年开始小批量生产,2027年大规模量产;宁德时代扩大了研发团队,人数都到上千人了,还发布了好多专利;比亚迪锂电池公司的CTO孙华军也说,2027年左右全固态电池能批量示范装车应用,2030年后会大规模上车。大家都在全固态电池这片“战场”上拼命,都想在未来的市场竞争里占据有利位置。
全固态电池的“成长烦恼”
不过,全固态电池虽然前景好,但要实现大规模产业化,还面临着不少难题。
成本就是个大问题。就拿硫化物固态电解质的原料硫化锂来说,以前成本特别高,每千克差不多1500美元,是液态电解质的150倍。虽说现在随着技术进步和工艺优化,成本在慢慢降低,预计到2035年电芯BOM成本能降到每瓦时0.4元以下,可目前还是挺贵的。这就导致搭载全固态电池的新能源汽车价格不便宜,很多消费者都买不起。市场调研机构说,要是想让全固态电池有市场竞争力,成本得降到现在的50%-60%才行。
技术方面的挑战也不小。在制备技术上,“干”“压”“叠”这些工艺设备还不太成熟。比如说极片干电极技术设备放大就挺难的,活性材料一受压容易破碎,极片致密度也低,这些都会影响电池的性能和稳定性。电解质膜的工艺和设备开发也不够,没办法满足大规模生产的需求。在材料技术方面,全固态电池有好几种电解质选材方向,像硫化物、聚合物、氧化物等等,可每种都有问题。
硫化物电解质离子电导率高,但是化学稳定性差,容易和电极发生反应;聚合物电解质离子电导率相对低一些;氧化物电解质制备工艺又比较复杂。而且,固固界面也是个大难题,固态电解质和电极之间的界面电阻大,会影响电池的充放电效率和循环寿命。
专家眼中的发展之路
对于全固态电池的发展,专家们也有不同的看法。欧阳明高预测,全固态电池产业化会在2027-2028年开始,2030年实现规模产业化,还对不同阶段的研发方向和能量密度目标做了展望。肖成伟则认为2025年能推出全固态电池样车,2030年小规模量产,2035年大规模量产,到时候能量密度可能达到700Wh/kg。要是这些预测都能实现,2027-2030年期间,新能源汽车市场肯定会有大变化。
在技术路线上,现在国内企业大多选氧化物技术路线,日韩和欧美等海外企业更倾向于硫化物技术路线。不过随着研究的深入,硫化物说不定会成为全固态电池的最终技术路径。但在未来一段时间里,传统液态电池、半固态电池和全固态电池估计还会共存。
未来生活的大改变
从更长远来看,全固态电池要是真能实现产业化,对我们的生活影响可不小。在出行方面,新能源汽车的续航焦虑肯定能缓解不少,大家规划长途旅行的时候就不用那么担心了,也不用总盯着充电桩的分布和充电时间。要是超快充能和全固态电池结合起来,充电时间大幅缩短,新能源汽车用起来就能和燃油车一样方便。
对生活环境来说,新能源汽车用的人多了,碳排放就会减少,城市空气质量能变好,环境污染问题也能缓解一些,绿色出行就能发展得更好,对实现可持续发展目标有很大帮助。
全固态电池在2027-2030年虽然困难重重,但也充满了机会。它说不定真能成为改变我们出行方式的关键技术,让新能源汽车成为大家日常出行的首选。到底能不能实现呢?咱们就一起等着瞧吧!
参考资料:
【1】《全固态电池取得新进展,多家加速推进量产!2027年将成关键之年》;
【2】《东风、国轩高科、容百科技、太蓝:2025年固态电池最新进展》;
【3】《2024-2025年全固态电池总体发展现状及未来发展趋势分析报告》;
【4】《全固态电池还有一个大问题待确定》;
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