觀察 ▏蔚來360Wh/kg固態電池發布
1月9日，蔚來汽車在國內率先發布了一款單體能量密度達360Wh/kg的150kWh固態電池包產品。固態電池被認為是下一代動力電池技術研發的主流方向，包括中國、日韓、歐美等國的車企、電池企業近些年都在致力這一技術的研發及量產。不過，目前業界較為統一的共識是，成熟的固態電池產業化量產預計要到2025年之后，甚至到2030年。
蔚來150kWh電池包，采用固態電池技術，單體能量密度360Wh/kg
因而，蔚來宣布到2022年Q4即可裝車，無疑在業內引起軒然大波。受此影響，今天A股電解液、隔膜等頭部企業如新宙邦、天賜材料、恩捷股份、璞泰來、星源材質等悉數大跌。
根據蔚來的介紹，其固態電池從固液電解質、負極、正極材料到制造工藝等進行了全面創新，突破了原位固化、高性能硅碳負極和納米級包覆超高鎳正極等多項核心技術，實現了360Wh/kg的超高能量密度。簡言之，蔚來發布的固態電池包含三大技術創新：原位固化固液電解質、無機預鋰化硅碳負極以及納米級包覆超高鎳正極。
屆時，搭載150kWh電池包，蔚來全系車型NEDC續航將大幅提升，如2018款ES8續航730km+，全新ES8續航850km+，ES6和EC6續航900km+，ET7 續航1000km+。
目前來看，蔚來的150kWh固態電池，仍然是一款“期貨產品”。蔚來表示，該產品將于2022年第四季度上市，并且是選配產品。從現在到2022年Q4仍有差不多兩年的時間，這也留足了時間可以進一步完善該產品，包括供應鏈。另外，搭載該電池包的車型，售價也要高于其它電池包車型，推測應該是成本仍然偏高，主要可能涉及材料、結構形態、工序制造等的調整和改進。
針對此次發布的固態電池，蔚來汽車CEO李斌在接受媒體采訪時強調，目前蔚來的150kWh固態電池，并非全固態電池，還是帶有液體（電解質），“全固態電池的量產還是很遠的事情，原因是目前固態電池的市場需求很低”。此外，他還透露，固態電池小試已經達到了技術要求。
事實上，在業內看來，固態電池的研發及商業化進程也會分為幾步走。首先是半固態，會有液態電解質，然后是全固態，不再有液態電解質。另外全固態電池也會持續技術迭代，直到多項指標均成熟。蔚來此次發布的算半固態電池能量密度上已經提至360Wh/kg，與現有主流液態三元電池（245Wh/kg）相比，可以看出已經有明顯進步，在解決續航焦慮方面已經是質的飛躍。
發布會上，蔚來汽車并未透露該電池會采用哪種封裝形式。不過，小編猜測應該是采用的軟包封裝結構。此前國內已經有電池企業基于軟包結構，探討過半固態、全固態電池的研發思路，且與蔚來此次發布會介紹的內容有諸多相似之處。
在2020年10月舉辦的CBIS2020峰會上，天勁股份研究院院長王強曾分享了天勁股份基于軟包技術在固態電池技術研發上的思路和成果。
圖為天勁股份研究院院長王強在CBIS2020峰會上關于固態電池研發思路分享
從王強的介紹可以看出，天勁股份在軟包電池的思路上，電解質正是采用的原位聚合，精準固化的思路，而正極同樣采用高鎳，負極選用硅氧。
在王強看來，在生產制造工藝上，這種固液電解質電池整個產線與目前現有的軟包工藝調整幅度都非常小，可行性也非常高。
蔚來與天勁股份在固態電池研發思路上的一致，或許表明目前業界在固態電池當前最有可行性的技術路線上已經形成一種共識。
另外，在同樣前提下，軟包電池單體能量密度要比方形、圓柱都高，結合現有技術研發思路，也有多位業內人士猜測，蔚來此次推出的150kWh固態電池應該采用的是軟包電池。
另外，我們從360Wh/kg這個能量密度來看，材料提升功不可沒。
在這次發布會上，蔚來透露了實現固態電池的三大核心技術。其中，原位固化固液電解質應該是實現固態電池的技術，而提升能量密度則要依仗后面兩種：無機預鋰化硅碳負極和納米級包覆超高鎳正極。
“硅碳負極”顧名思義是指由碳硅混合物組成的負極，目前業界已經有一些企業推出的鋰電池已采用硅碳負極，但從市場格局來看，當前負極材料仍主要以石墨負極為主導。目前石墨碳類負極材料容量已做到360mAh/g，已經接近372mAh/g的理論克容量，再想提升其空間已很難實現；理論克容量高達4200mAh/g以上的硅基負極材料已成為業內攻關方向。
據悉，蔚來360Wh/kg固態電池的無機預鋰化硅碳負極”是指負極采用硅碳混合材料的同時，使用預鋰化技術，解決其在充放電過程中體積膨脹率較大、循環壽命不夠、首充效率低（65%-85%）等缺點。
實際上，在蔚來發布會的前一天，1月8日，國軒高科發布的單體能量密度達到210Wh/kg的磷酸鐵鋰電池，負極也是采用了高克容量的硅負極材料。除了國軒高科，國內外也有一些企業已經推出了使用硅碳負極材料的產品。這也表明，目前在主流的液態電池中，這一技術已經成為業界主要研發方向。
再來說說提升能量密度的高鎳材料。事實上，2020年下半年以來，超高鎳材料頻頻出現，超高鎳已成為提及頻率最高的鋰電池關鍵詞之一，一般認為至少是三元811系、甚至是9系電池。包括松下、LG化學、SKI、三星SDI已在超高鎳研發上投入巨大，且規劃了超高鎳電池的量產時間，同時特斯拉也在超高鎳的追求上鍥而不舍。
松下、LG化學、SKI等企業在超高鎳的技術路線上，仍然是基于目前的液態電池進行研發甚至量產。
此次，蔚來基于半固態電池，將超高鎳正極材料表面包覆層做至納米級薄度，改善正極材料與固液電解質界面的嘗試應該也是一個比較值得關注的方向，且在安全性上有了不錯的提升。
超高鎳正極、硅碳負極在提升能量密度方面效果顯著，但仍然存在一些問題需要攻克，目前也是業界集中攻關的方向。事實上，在小編看來，無論是液態、還是半固態、固態電池，超高鎳、硅碳負極都將有機會應用，這些需要根據各家企業的技術研發能力而定。蔚來此次基于半固態電池，率先將兩種材料結合到一起，并有望在2022年量產，應該算是業界在這一技術上創新的一個成果。
當然，在發布會上蔚來并未透露電池供應商來自哪一家？此前網傳可能來自國內固態電池生產企業寧德時代、清陶能源、輝能科技及衛藍新能源中的一家或幾家。不過，隨后有些消息已經被證偽，暫時蔚來依然守口如瓶，這一點還需要時間來證明。
2022年Q4交付150kWh固態電池，這期間還有差不多兩年多的時間，而在此之前，蔚來仍將主推與寧德時代合作的100kWh電池包。包括屆時交付150kWh電池包，囿于成本、產量等原因，預計100kWh電池包仍然是主流產品。這或許也意味著，固態電池的道路仍然有一段較長的路要走。不過，既然時間表已經確定，也表明業界在探索固態電池的道路上更近了一步，蔚來向外界透露、釋放的技術方向也同樣值得期待。
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