2024年蔚來日前夕，搭載150kWh半固態電池的蔚來ET7經過14個小時的測試，從上海開往福建廈門，剩餘3%的電量，最終續航里程固定在1044km。
回顧三年前的2024年NIO Day，蔚來汽車宣布將在2024年量產“半固態電池”，電池容量為150kWh，讓ET7實現1000km續航里程。 雖然比預期晚了整整一年，但承諾還是兌現了。
近兩年，“固態”二字似乎總給人一種莫名的奢侈感，無論是儲能行業流行的固態硬碟，還是動力電池中的固態電池，人們似乎都對這種“固態”技術抱有非常高的期待。
半固體≠半固體。
就像固態驅動器放棄其機械結構一樣，固態電池也擺脫了傳統的電解質，轉而使用固態電解質。 通過這種方式，離子可以快速移動，提高對高壓和高溫的抵抗力，而新的電解質是固態電池的心臟。
與傳統鋰電池相比，固態電池具有以下優點。
首先是輕盈。 使用全固態電解液後，鋰離子電池的適用材料體系也會發生變化，其核心點是不需要使用嵌入鋰中的石墨負極，而是直接使用鋰金屬作為負極，可以顯著減少負極材料用量，顯著提高整個電池的能量密度。
其次，固態電池可以做得更薄更輕。 在傳統的鋰離子電池中，使用隔膜和電解質，它們合計佔電池體積的近 40% 和質量的 25%。 而如果用固體電解質代替它們，正負極之間的距離可以縮短到幾到十幾微公尺，這樣可以大大減小電池的厚度。 因此，固態電池技術是實現電池小型化和薄膜化的必由之路。
第三點是高能量密度。 固態電池的能量密度預計將超過400Wh kg，是目前鋰鐵電池的兩倍。 目前，磷酸鐵鋰電池的能量密度約為200wh kg，對應的續航里程為300km-500km。 三元鋰電池的能量密度約為250Wh kg，對應的續航里程為500km-700km。 如果固態電池採用高鎳三元+鋰金屬材料體系，能量密度有望超過400wh kg，相應的續航能力也將得到顯著提公升。
最後，它更安全。 傳統的鋰電池在大電流下工作，鋰枝晶有可能刺穿隔膜並導致短路。 電解質也是易燃的，在高溫下不穩定，有熱失控問題，在發生車禍時會引起嚴重的火災。 電解液在低溫下也很容易結冰，從而縮短電池壽命。 固態電池熱穩定性好，低溫下不會結冰，可以保證電動汽車的冬季續航里程。
雖然官網上沒有顯示，但蔚來這塊固態電池面前還是有“半個”的。
即使多了乙個字，半固態電池和固態電池之間也有天壤之別。 半固態電池更準確地描述為固液混合鋰離子電池，與三元鋰電池相同，這種電池的正負極材料也是三元材料和石墨，但電解質是固液混合物。 在全固態電池的情況下，電解質是全固態的。
ET7上用於測試的150kWh電池組是國內量產乘用車產能最大的電池組，採用蔚來與蔚藍新能源聯合開發的半固態軟包電芯，單體能量密度為360Wh kg，整機能量密度為260Wh，堪稱“超強”半固態電池組。
除蔚來汽車外，國內新能源汽車產業鏈上的多家企業都在積極進行半固態電池的技術研發。 但是，這種半固態電池也有其自身的缺點，最直觀的是製造成本高。
與傳統液態電池相比，半固態電池的製造工藝更加複雜，使用的液態鋰**也較高，因此製造成本也明顯高於傳統液態電池。
蔚來的這款 150kwh 電池售價多少錢？雖然沒有明確的價格，但蔚來曾在一次活動中表示，這款電池組非常昂貴，成本相當於一台蔚來ET5，約合30萬元。
也就是說，半固態電池每千瓦時的成本為2元Wh，是目前三元電池**的兩倍，是鋰鐵電池**的4至5倍。 如此高的成本，注定只能用在高階機型上，很難普及。
顯然，半固態電池概念的引入，在某種程度上，是在目前無法大規模生產全固態電池之後做出的妥協。 固態電池的大部分成本在於電極材料和電解液本身，但要完成這個技術難題並不容易。
全固態技術有多難？
固態電池長期以來一直被稱為“遊戲規則改變者”。 畢竟，固態電池可以解決電動汽車的大部分痛點，如充電時間長、容量低、容易起火等。 儘管車企為固態電池的研發投入了大量真金白銀，但這項技術在短期內似乎仍然沒有突破的可能。
對於固態電池的量產，目前最大的問題還是技術。 這包括如何處理電池材料對水和氧氣的極端敏感性，以及如何避免電池中可能導致短路的枝晶。
在固態電池的量產過程中，還有乙個非常重要的問題，那就是電池的組裝步驟。 陰極陽極電池層需要在不損壞電池材料的情況下快速、精確地堆疊。
即使固態電解質材料的問題得到解決，在實現固態電池的實際量產之前，仍存在許多挑戰。 例如，豐田擁有全球最多的固態電池專利，但它一再將量產從2024年推遲到2024年或更晚。
這意味著，在商業化全固態電池技術開發和實施後，量產將需要更多時間。 除了技術本身的難點外，固態電池產業鏈的成熟度遠不及已經普及的液態電池，各電池廠還處於“摸石過河”的探索階段，這也是固態電池成本高的主要原因。 將固態電池從實驗室轉換為大規模卡車運輸是整個行業面臨的重大挑戰。
雖然半固態電池離大多數人期待的“完美形象”還很遙遠，但至少給多年來陷入瓶頸的電池技術帶來了新的希望。 除車企外，目前寧德時代、華創新航空、贛鋒鋰電、蔚藍新能源、國軒高科、富能科技、蜂窩能源等電池企業也紛紛布局固態電池領域。
無論是SSD還是固態電池，“降低成本”都是一場硬仗。 固態驅動器的發展過程是產能與質量矛盾與統一的過程，國產顆粒技術的突破和進步使產品得到廣泛推廣。 固態電池也是如此，比如曾經最昂貴的液態電解質動力電池，在寧德時代、比亞迪、松下等電池廠商在這條賽道上投入了數千億的資金和大量的人力資源後，才能夠降低成本並開始普及，只有這樣，今天的純電動汽車才能“飛進尋常百姓家”。
總體而言，固態電池作為一種新型電池技術，具有巨大的潛力和市場前景。 然而，現階段，距離固態電池的商業化還很遙遠。 對於國內新能源汽車市場來說，不說能不能按時量產，想想5年後各種快充設施的發展，能量補充的速度可能已經大大提高，新能源汽車需要關注的不僅僅是電池和電池壽命，所以需要滾動的領域遠不止電池。
師傅觀察。 固態電池一定是新能源汽車下一階段的重要發展方向，也是值得投資的科研產品。 但遺憾的是，我們目前能看到的所謂半固態電池技術，其名稱的象徵意義大於實際意義，科研意義大於產品意義，半固態電池離真正的固態電池還很遠。 人類迫切需要在電池方面進行革命性的技術突破，否則仍將停留在現有的物理邊界中。