不要对固态电池有太多幻想

“期望越大，失望越大”，这句话，值得我们在很多时候细细品味。

一件本来还算不错的事情，倘若我们对它抱有过高的期望，那么等它落地之后，我们只要看到了一点点缺陷，都会产生巨大的落差感，哪怕这件事儿本身并不差。

这就是人性，而人性左右了市场，特别是资本市场。

固态电池最近这段时间很火，隔三差五就会有新的技术突破，老局也观察了很久，尤其是作为一个新能源汽车车主，每次看到这些技术突破，更是会有一种“买车买早了”的后悔感。

但问题是，固态电池真的就有那么神奇吗？真的就能满足人们的各种期望吗？

答案，其实是处于一个既肯定又否定的叠加态。

说肯定，是因为固态电池有它自己的优点，极为突出且无可替代。

说否定，是因为它的缺点和瓶颈同样不可忽视，且并非都是技术问题。

在老局个人看来：固态电池当然是一个好东西，但我们对它也确实产生了许多不切实际的期望——我们需要从一个更全面、更客观的角度去评估固态电池的价值。

一句话：固态电池值得，但还是建议大家不要对固态电池抱有太多的幻想。

固态电池和液态电池的本质差别

讨论固态电池之前，我们得先了解一下电池的结构和原理，否则后面很多东西理解起来就比较麻烦。

锂电池的结构并不复杂：一边是正极，通常使用钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料（镍钴锰酸锂）等含有锂的化合物制作。另一边则是负极，最常见的材料是石墨以及比较新潮的硅基材料。在正负极之间，则是电解质和隔膜，其中电解质负责传输锂离子，隔膜则负责分开正负极、防止短路。

充电的时候，外界的电压驱使正极上的锂离子离开，经过电解质的传递，穿越隔膜，最终嵌入负极材料上。与此同时，电子也经由外部线路，从负极来到正极处。

而在用电的时候，由于正极那边已经没有了外界的电压，锂离子则会从负极经过电解质、隔膜而返回正极。同时，电子也会走外部线路从正极流出，从而形成了供我们使用的电流。

不论固态还是液态，上述这些原理都是通的。由此可见，固态电池和液态电池在底层原理上并没有太大的不同。

两者之间的区别，在于中间的电解质形态上——液态电池用的自然是液态电解质，往往采用“锂盐+有机溶剂”的配方，而固态电池则是用固体材料，有硫化物、氧化物、凝聚态等不同的技术路线。

因此，固态电池和液态电池之间一切差异的本源，其实是在微观尺度下，电解质形态不同而产生的不同影响。

在液态电池里，正负两极都浸泡在液态的电解质中。在微观尺度下，我们会发现：液态电池的电极完全被电解液所浸润，彼此之间亲密无间，锂离子的通道畅通无阻。

这也就导致液态电池可以拥有更高的“倍率性能”，享受到更快的充电速度和更大的放电功率。

同理，恰恰也因为“完全浸润”，所以电极和电解液之间无时无刻都在进行着反应，这也就极大限制了人们选择电极材料的范围——以负极材料而言，科学家们虽然知道采用锂金属负极可以获得更高的能量密度，但因为锂金属负极会和电解液持续反应，所以在现实里只能退而求其次，选择弱得多但足够稳定的石墨负极。

另外，之所以我们会觉得液态电池不安全，其实一部分问题就出在了液态电解质上面——锂盐本身并非易燃易爆物质，但电解液里的有机溶剂（碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等）都是极度危险的化学品。

一旦电池进入热失控，电池内部就会引发各种连锁反应，甚至都不用很热，只要100多度就已经足够启动“毁灭之旅”了——110度左右，石墨负极就会开始和电解液反应，150度左右，隔膜就会融化，进而导致短路，温度急剧升高——电解质里的有机溶剂受热会分解出氢气、一氧化碳、甲烷、烃之类的易燃易爆气体，正极材料则会在高温下分解释放出大量的氧，只要温度再高一点点，就会导致剧烈的燃烧乃至爆炸。

而在固态电池里，情况正好是反过来的。液态电池的优点和缺点，却恰好造就了固态电池的缺点和优点。

在固态电池里，固态的正负两极和固态的电解质之间看似密切贴合，实际不过是无数个“点接触”而已，根本没办法形成液态那样的“面接触”，锂离子的通道崎岖坎坷、并不通畅（所谓固-固界面阻抗高）。

这种结构的好处很显著——既然彼此不贴合还都是固体，那么电解质和电极之间的界面反应也就没那么活跃，那就可以用上各种逆天材料，能量密度理论上可以做得非常大。

但坏处也是一目了然，同样是因为不贴合，所以若是不借助加压之类的技术手段，固体电解质和电极之间就总是接触不良，倍率性能肯定也就不怎么好看，充电速度和放电功率都会打折。而且固态电解质的离子电导率也显然不如电解液那么高，进一步导致固态电池里离子之间的迁移堪比堵车现场。

当然，“安全”这块，固态电池还是相当到位的——由于不需要电解液，它的安全性天然就会比液态电池好很多。在固态电池的队伍里，不论是氧化物电解质还是凝聚态电解质，都拥有着优秀的耐高温性能——氧化物电解质更是可以顶着600度的高温依旧稳如泰山，显示出了超强的安全性。

固态电池真正的优势和劣势是什么？

看到上面的内容，大家似乎会觉得固态和液态似乎各有千秋，都不差劲。

实际上，液态电池早就已经不行了，未来注定属于固态——液态电池就好像一个精通武学的老江湖，虽然拳法炉火纯青，但毕竟日暮西山，早已显露疲态。而固态电池，则好比是一个初出茅庐、一身腱子肉的愣小子，虽然武功还不成熟，但时间站在他这边，已经势不可挡了。

相比起液态电池，固态电池真正无可替代的优势并非安全性，而是极高的能量密度潜力以及随之而来的经济性。

众所周知，液态电池的能量密度做到300wh/kg已经是极限了。常见的三元锂电池能量密度也就200wh/kg上下，磷酸铁锂更是只有120wh/kg。但对固态电池来说，300wh/kg只是入门，400wh/kg也只能说是行业普遍水平，宁德时代和比亚迪这俩巨头，现在都在冲击500wh/kg。

这也就意味着：同样是获得一度电，如果选择液态电池方案，你需要5公斤的三元锂电池或者8公斤多的磷酸铁锂电池。但如果选择固态电池，获得一度电只要2公斤多一点就ok了。

当下纯电汽车的动力电池，很多都已经来到了100度的水平，液态电池包的重量也升高到了500kg乃至1吨多，对应的续航里程也普遍都拉到了700km左右。

某品牌汽车的电池包

对于家用车而言，电池在重量上已经到了极限，但续航里程的焦虑不仅没有平息，反而更严重了——电池变大了，车子的自重也变大了，从底盘到悬架，从操控性到安全性，所有系统都会因为更大的电池包而受到影响。

边际效应注定了收益会降低，电池包越大综合收益就越低，电池容量的提升，并不能抵消体积和死重增加带来的负面效应。

而如果用固态电池，那情况就很不一样了。

同样100度的动力电池包，固态方案的重量只要200多公斤，如果学液态电池那样把重量堆到1吨多，那么你将获得一个500度的超级电池——即便按照百公里18度电的能耗水平，续航里程也能超过2700公里。

什么里程焦虑？根本不存在的。

兄弟我500块钱充满电，能从北京到武汉跑个来回。

这种超高能量密度所带来的超强经济性，才是固态电池碾压液态电池的根本优势。

不过，这种好事儿咱们现在也就只能想想了。

倒不是说固态电池技术达不到这个水平，实在是因为在当下的技术水平上，虽然可以造一辆这样的车，但价格也不是一般家庭能遭得住的——相比起液态电池，固态电池的真正的劣势并不在于倍率性能之类的技术指标，而是在于成本。

获得一度电，你需要8公斤的磷酸铁锂电池或者5公斤的三元锂电池，这不假。

但从生产成本上看，磷酸铁锂电芯的成本已经被压到极致，来到了0.4元/wh的超低水平，容纳一度电的成本不过400元而已；纵然是高端的三元锂电芯，成本也只要0.8元/wh，容纳一度电的成本也就800元上下。

根据最新的消息，有一些丧心病狂的电池企业，已经干到0.25元/wh的逆天价位了。

反观固态电池，那可就贵到没边儿咯。

目前来看，即便是最便宜的固态电池，成本也在1.5元/wh的水平，容纳一度电的成本需要1500元，而较贵的固态电池，成本则要5元/wh，容纳一度电要5000元。

咱们就按照50度的电池包来算，液态方案生产成本一般就4-5万元，对应的车价大概是12-15万左右，很标准的家用车价格区间。

若是固态方案，50度的电池包，最便宜也要7-8万元，对应车价则来到了21-24万元的价格区间，这就已经有点小贵了。

都这个价格了，我为什么不买一辆用液态电池但有100度容量的车呢？

我之前提到的那种500度超级电池，要是用固态电池来做，那么电池包最便宜也要75万元，成本涨100万元也属于合情合理。而对应的车价，则来到了300万-400万区间。

谁也不会浪到花几百万买一个这种东西，就为了享受一下那500度大电池。

因此，现在的当务之急是先把固态电池的生产成本狠狠地打下来，然后才能谈那些星辰大海的事情。

打下来了，以后那就是天下太平，国产新能源将会以无与伦比的性能震撼世界。不光是车载动力电池，无人机、手机、笔记本电脑、储能站、电网、新式武器装备等等和电池有关的行业都会受益。

打不下来，那我们就会面临一个“高不成低不就”的尴尬局面：固态电池会被困在实验室和小众高端领域，无法普及。它就像一台华丽的概念车，人人都说好，但谁都买不起、用不上。

固态电池的成本，卡在了哪里？

卡住固体电池成本的问题很多，从工艺到技术再到管理都有，但归根结底，其实还是市场发展阶段的问题。

先说工艺和技术上的事儿吧。

对于许多工业品而言，成本打不下来有几个典型的原因：一是原材料太贵，二就是良品率太低，三是工艺太复杂，四是订单不足没法形成规模效应，而且四者之间往往互相作用。

而固态电池身上，四者兼而有之，debuff已经叠满了。

原材料方面，固态电解质当下的生产成本那是相当高的，电解液的价格现在已经非常便宜了，一公斤不到40人民币，不比猪肉贵多少，一公斤猪肉吃不了三天，一公斤电解质起码能用三年。

反观固态电池这边，不管是聚合物电解质PEO，还是氧化物电解质LLZO，每公斤的价格都成千上万，硫化物电解质（锂磷硫氯）更是贵到了接近4万元/公斤的价格——我电脑差不多也是一公斤重，整体也才一万多的价格。

良品率方面，液态电池已经是非常成熟的产品了，良品率都不用讨论。固态电池这边，目前良品率普遍连70%都不到，大量的原材料和工时其实都被残次品给浪费掉了。

工艺上，液态电池这么多年早就已经把各方面都跑通了，不论是产线设备还是有经验的工程师，在中国的市场上都是敞开供应的。但固态电池就不一样了，为了解决界面阻抗，需要用到等静压设备，硫化物在空气中遇到水蒸气就分解硫化氢的特性，更是要求硫化物的生产时刻要处于绝对干燥乃至惰性气体环境之中。

至于订单量什么的......又贵，造起来讲究还多，良品率又低......您要是工程师，您会给这种东西下订单吗？

宁德时代和比亚迪两个巨头，其实都有布局固态电池。但现在的局面是，明明可以靠着成熟、廉价的液态电池就占尽市场，为什么还要吃力不讨好地改造、新建产线来做固态电池呢？

其实，如果我们想把固态电池的成本打下来，那也是非常有迹可循的。

想当年，我们也曾经把液态电池的成本从云端一脚踹进了尘埃之中。

十五年前的2010年，液态电池一度电的价格高达1200多美元（1.2美元/wh），折合人民币8000多元，也是贵得离谱。但到了2021年，这个价格就被打到了130美元/度（0.9元/wh）的水平。

当时帮助我们把液态电池打下来的，是以手机、平板电脑为代表的消费电子行业。

从成本角度去分析，你会发现：消费电子这个行业在“降低电池成本”这个任务上实在是过于“专业对口”。

当年锂电池的制造成本再高，在手机、平板这种高价值产品面前也还是太廉价了——在汽车上，电池包在整车成本中的占比大概在30%-40%，电池价格对整车价格具有决定性作用，导致车价被电池价格绑架，电池成本下不来，造车成本就下不来。

而在手机和平板电脑上，电池占整体成本的比重却仅有5%-15%，不能说忽略不计，起码也是轮不到它来说话。

2005年-2012年，在这个消费级锂电池的导入期，电芯价格从1美元/wh降低到了0.5美元/wh。而在2012年-2015年智能手机的高速增长期，电芯价格继续下行，被干到了0.3美元/wh及更低的水平。

于是我们可以看到：在2015年前后，市场上突然崛起了大量新能源品牌，蔚来、小鹏、理想三家，几乎都是此时前后成立的。

电池价格已经到这个份儿上了，再不入局，就不礼貌了。

因此，对于固态电池而言，既然当下想要降低成本，那就不能光想着一步到位装上车，反而要走“曲线救国”的路线，先从无人机、手机、平板这些电池价格不敏感的东西上下做文章。

只是，现在手机行业也没有当年那么豪横的增量狂潮，也开始卷生卷死了——手机厂商们如今也在锱铢必较地研究降本增效，在这种局势下，成本高昂的固态电池又要如何求生呢？

结尾：固态电池值得，但饭要一口一口吃

固态电池这碗饭当然很好，但终究还是要一口一口吃掉的。

最近的一些技术曝光，其实就在告诉我们：中国的固态电池正在一步步变好。

10月7日，新华社公布了一则消息：中科院物理所旗下的黄学杰团队联合华中科技大学、中科院宁波材料技术与工程研究所的联合科研团队开发出了一种阴离子调控技术，解决了固态电解质和电极之间的界面难题，不仅解决了之前的“界面阻抗”问题，还可以延长电池寿命，几百次循环后依旧性能稳定，远超行业平均水准。

你看，技术的问题，终究还是要等技术突破的。

毕竟，在固态电池这条路上，我们背靠着的是世界头号消费电子生产国和头号新能源汽车生产国——需求端始终是旺盛的，只看生产端能不能满足需求了。