当丰田手握全球最多的固态电池专利，生产线良品率却只有30%——每造10块电池就要报废7块。这背后是中日韩三国在固态电池领域的百亿研发博弈：日本执着于硫化物的高能量密度却受困于固接触难题，韩国押注聚合物路线却面临60度以上才能工作的温度枷锁，而中国选择半固态的务实路线，已实现360瓦时/公斤能量密度并支持1000公里续航。固态电池不仅是技术竞赛，更是产业链的较量。当日本在材料工艺上突围、韩国在制造经验上发力时，中国已构建从原材料到电芯的完整产业链。未来电池市场会形成日韩主导高性能、中国主导低成本的双轨格局吗？这场能源革命的核心突破点，或许就藏在三国技术路线的差异中。
哈喽大家好，我是主持人凌薇。欢迎收听我们播客，今天，我们有幸请到了一位电池领域的专家陈东老师，陈老师先跟大家打个招呼大家好，我是陈东。很高兴来到节目，欢迎陈老师。那咱们今天要聊的是丰田手里的全球最多的固态电池专利，但是它的生产线上的良品率却只有30%。也就是说，它造10块废7块，这哪是在造电池，分明是在烧钱。对，这个其实背后就是中日韩三国在固态电池领域的研发的缩影了。对，大家其实都投入了数百亿的这个经费，但是大家也都面临各自的难题，那中国其实走的是最稳妥的就是半固态的这条路线。韩国和日本还是更倾向于全固态，觉得说，我要一口气吃到那个最高的能量密度。咱们先聊第一个固态电池遇到的物理难题，就是这个固接触和织金问题，这个你是不是可以展开讲姑姑接触和织金问题到底给固态电池带来哪些挑战。就是，首先，第一个就是传统的液态电池，它的电解质是一个液体，那它就可以很灵活的去填充这个电极的空隙，但是固态电池它换成了固体之后，这两个固体表面接触的时候，就会有很多纳米级的缝隙，那这些缝隙就会让锂离子通过变得非常的困澜，就阻力会比在液体中大了几个数量级。那这个传导率的问题确实很棘手。对，而且就是更麻烦的是，在充放电的时候，这个电极会不断的膨胀收缩，那液态电解质可以忍耐这种变化但是固态电解质就会被反复的挤压，那时间久了之后就会产生很多微裂纹那微裂纹一产生的话，这个电池的内部结构就会变得不稳定，那安全性就会大幅的下降。就是说锂制情这个事情在固态电池里面，为什么就变成了一个没有办法回避的难题，因为在固态电池里面，当锂离子在负极惩击的时候，它很容易就会形成一些树梢状的金属结晶，那这些结晶一旦刺穿了这个电解质层就会直接导致短路。看来这个安全问题确实是全固态电池最大的障碍之一而且传统的那些抑制之镜的方法在固态电池里面都很难用那比如说你可以加一些隔膜，或者加一些添加剂，那这些其实都会降低能量密度，或者增加成本，或者说影响循环寿命。所以这个是让整个行业都很头疼的一个问题，就是说现在这些物理难题到底把固态电池的发展卡到了什么程度？就是现在实验室里面的数据看起来是很美好的，但是真正要走到量产，还有很多工程上面的问题，需要解觉。比如说怎么去均匀的徒步这个电解质，怎么去保证每一个电池里面的性能都是一样的，这其实都不比造一个概念车容易，所以这也是为什么现在大家说的都是2025年。2030年这种量产的时间点，其实真正要落地还是要再晚几年行固态电池的物理难题。这部分内容咱们就先聊到这休息一下马上回来那我们接下来要聊的就是各国的研发路线图了，我特别想知道日本、韩国和中国在固态电池上面分别走了哪条路。日本就是几乎所有的主流企业，像丰田本田，日产它们全部都是聚焦在硫化物这条路线上面。因为硫化物确实它的离子电导率是非常高的，几乎可以媲美液态的电解质，而且它也可以很灵活的去调整这个材料的配方，所以它是全固态电池里面比较有希望的一个。但是它的缺点就是遇水会反应，所以它的整个生产线必须要非常的严格的隔绝水分，那这个就会增加很多的成本。韩国和日本的选择有什么不一样吗？韩国，就是他们选择了聚合物这条路线，那聚合物的优点就是它很灵活，然后它也很容易加工，但是它的缺点就是，它只能在60度以上才能正常工作，所以它要应用到汽车上面的话，就必须要配套一个很复杂的温控系统，那这个就会让整个电池包变得很厚重，所以它始终没有办法跟日本和中国的这种进展速度去相比，中国这边走的是什么路线？中国其实大家更多的是在搞半固态，就是里面还是会有少量的液态电解质，那这样的话，就可以兼顾一下安全性和能量密度。那现在，其实国内有很多企业都已经实现了这种半固态电池的量产，并且已经装车了。比如说像宁德时代、国轩高科亿维锂能，他们都已经有了这种准固态或者半固态的电池出澜。并且国轩高科已经做到了360瓦时每公斤的能量密度，已经可以支持1000公里的续航。那看来中国的镜展确实比较快，对，没错，而且中国的优势就在于我们的产业链是完整的，然后我们的材料设备包括回收都是可以自主的所以我们在半固态的研发上面是走的比较快的。那全固态的话，其实大家还是在实验室里面搞突破。那距离真正的量产还有一段距离。你觉得日本、韩国和中国在固态电池的研发上面各自的侧重点是什么？日本还是更偏向于突破性的创新，它还是要造出能量密度更高的更笑的更安全的这种全固态电池，那他们会在材料配方和界面结构上面下很大的功夫。听起来，他们还是很有野性。对没错，韩国就是，他们也是想要在聚合物这条路线上面去突破，但是他们因为聚合物本身的特性，他们也要去开发新的添加剂新的复合材料。那中国的话，其实就更偏向于实用化的创新，就是会在现有的液态电池上面去升级。那也会去完善我们的产业链，那也会去推动固态电池的商业化。你觉得日本、韩国和中国在固态电池领域的不同研发路线会带来哪些长远的影响？日本就是它的这种硫化物的路线确实离子电导率是很厉害的，但是它的难点就在于怎么去解决这个固接触和织晶问题。那这些问题如果解决的话，是可以率先实现高性能的全固态电池的量产的，但会影林一下全球的电池的发展。韩国的聚合物路线有什么独特之处吗？韩国它的这个聚合物路线，它的优点就是柔韧性很好，然后它也很容易加工但是它的短板，就是它需要在60度以上才能工作，所以它如果要去影用的话，必须要配套一个很复杂的温控系统，那这个就会让整个电池包变得很厚重，所以它始终没有办法跟日本和中国的这种进展速度，去相比中国的这种半固态的路线有什么特别的优势吗？中国它的这个半固态电池其实它是可以最大限度的利用现有的产业链的，然后它只需要对产线进行少量的改造就可以所以它的成本的增长是可以控制在30%以内而不是像日本和韩国这种，动不动就是40%以上的增长。而且中国的企业在半固态的研发上面是走的比较快的，那全固态的话，其实大家还是在实验室里面搞突破。那距离真正的量产还有一段距离。所以中国其实现在是处于一个比较有利的位置，就司机可以保稳定又可以争取时间好，各国研发路线图。这部分内容差不多了，咱暂停一下，放点音乐放松很快回来。咱们来聊第三个部分，就是市场和产业生态的竞争格局。这个我特别想知道，现在全球的固态电池的市场格局到底是一个什么样的情况，现在其实全固态电池还处于研发向量产过渡的阶段。那主要的突破都发生在实验室里面，那能量密度和循环寿命这些指标都在不断的被刷新，但是真正的可以商业化的还不太多，所以说离大家手里能用上全固态电池海早着，没错，那现在日韩的企业还是领先的。那比如说像日本的丰田，他们已经有中视线了，那韩国的一些企业，他们也有一些不错的原型电池出澜但是这些电池其实都还面临着成本良品率安全性这些巨大的挑战。那中国的企业其实走的就是比较稳妥的就是先搞半固态的过渡，那既保证了安全，又慢慢的去提升能量密度。所以中国的企业在量产的时间点上面是更有把握的。那全球的竞争格局，其实也在悄悄的发生变化。现在固态电池的产业生态，包括它的产业链布局，中日、韩这三国各自有什么特点？日本就是它的核心的材料，像电解质，还有电极的材料。它的工艺设备都是非常强的。那韩国就是它的电池制造的经验是非常丰富的。那中国的话，就是已经形成了比较完整的从原材料到电芯再到系统的这样的一个产业链。那而且中国的产能优势和集成优势是非常明显的，那这也导致了固态电池产业生态的重心，正在慢慢的往中国转移。你觉得未来几年固态电池的竞争格局还会发生哪些变化？我觉得，首先，日本和韩国他们还是会拼命的去追求高能量密度，那他们会在材料创新和界面工程上面去下很大的功夫。那他们也有可能会在专利的壁垒上面去进行一些布局。那中国的话，会继续的去巩固自己的产能的优势。那同时也会去推东半固态的标准化，那这样的话，就会让行业的竞争格局变得更加的明显，那最终可能就会形成日韩主导高性能、中国主导低成本这样的一个多元化的产业格局。对，今天咱们聊了这么多，关于固态电池的物理难题。然后也聊了聊各个国家的研发路线。也聊了聊这个市场和产业生态的变化。其实我觉得，归根结底，固态电池它到底能不能够成为未来的主导，还是要看大家怎么去解决这些技术和成本的难题。好，
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