
Intensive official announcements on all-solid-state batteries, the last shortcoming of pure electric vehicles is about to be addressed

最近,新能源車行業迎來重大進展,尤其是寧德時代發佈的 “天行 II” 低温版電池,能夠在極寒環境下保持高效能,解決了高緯度地區電池續航和充電問題。同時,市場傳出華為固態電池即將發佈的消息,續航和充電速度引發關注。這些技術突破可能會改變新能源車的市場格局。
對新能車行業來説,最近簡直有種 “天命在我” 的感覺。
先是地緣關係上突然的轉向。此前新能車出海一直存在關税和政策壁壘,國外一些消費能力較強的市場為了保護本土汽車業,往往對國產新能車施加重税甚至一禁了之。
但最近一段時間,歐洲、加拿大等地開始頻頻施放善意與誠意,對國產新能車敞開了大門,特別是歐盟甚至主動要求漲價銷售。這讓在國內卷的欲仙欲死的新能車品牌們,幾乎是一瞬間卸下了脖子上的絞索。
當然也有人提出過異議,認為像加拿大這類高緯度地區往往冬季漫長、較為寒冷,所以國產新能車的電池難以達到理想水平,不能過度樂觀。
先別急,看第二個消息——1 月 22 號,寧德時代官宣發佈 “天行 II” 輕商低温版電池。
除了是全球首款輕型商用車領域內實現量產的鈉離子電池外,“天行 II” 還有個最大的特點就是,該電池在零下 40°的極寒環境中可以保持 90% 的可用電量,零下 30°的狀態下也可以即插即充,零下 15°的情況下也可以在 30 分鐘完成從 20% 至 80% 的快充。

有這些針對性的特點,“天行 II” 簡直是針對高緯地區冬天極端環境下續航衰減和充電困難等問題的大殺器。
合理猜測,寧德時代這個新產品發佈會,是在國外政策轉向這個節骨眼上,為了這碟醋特意包的餃子。潛台詞就是對外宣告:不管在東三省地區還是北歐加拿大,新能車受地域環境影響的最後一塊短板,已經被我們攻克了。
説實話,這是新能車領域裏一個非常大的技術突破,但是市場反應卻並沒有想象中的那麼熱烈。核心就是在 “天行 II” 發佈的前後一週左右,市場上傳來小道消息,稱華為的固態電池即將落地,相關數據直接爆炸:
滿電續航 3000 公里。充電五分鐘可補能 800 公里、10 分鐘可充電至 80%。
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暫且不論真假,反正這個消息一出來,大家已經開始展望新能源車的終極形態了。
先回過頭看電池的發展路徑,大家就明白市場為什麼對這類消息如此敏感了。
在新能車行業發展初期,電池方面其實是由特斯拉主導的 “三元鋰” 為主要技術路線的。相比早期的鉛酸電池,三元鋰能量密度更高,同等體積下續航更強,普遍超過 700 公里。極限甚至超過 1000 公里。但劣勢大家也都知道了,對熱管理要求苛刻、成本較高、容易起火,前幾年頻頻曝出的新聞幾乎都是因為這些情況。
後來國產新能車品牌大爆發時,比亞迪和寧德時代選擇了另一條技術路線 “磷酸鐵鋰”。相比三元鋰,磷酸鐵鋰最大的優勢是成本低、安全性高、壽命長。不過其能量密度受技術與材料上限影響,小型純電商用車搭載的磷酸鐵鋰電池、續航能到 800 公里幾乎就是正常狀態下的極限了。
但是磷酸鐵鋰這條技術方向,成本低容易卷價格、關鍵原材料自主可控、核心技術不存在專利壁壘、續航上限也足夠滿足日常需求等特點,實在太適合我國實際國情了。所以這幾年我們可以頻繁的看到比亞迪、寧德時代、億緯鋰能、國軒高科和欣旺達等頭部公司不停在磷酸鐵鋰上追趕,硬生生把一個挺中庸的技術路線玩成蠱王。
特別是寧德時代,三個月前還宣佈第五代磷酸鐵鋰電池全面量產,續航已經直逼 1200 公里。對比國外普遍使用的三元鋰技術,國產新能車成本更低、沒有品牌溢價、智能化的車機互動做的更好,而續航一點不差甚至還略有領先,那國外新能車還憑什麼競爭?
這也是一眾老牌進口車在新能源領域被國產品牌打得潰不成軍的根本原因。
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可是磷酸鐵鋰再怎麼卷,還是有上限的。最直接的就是在零下 20°的低温狀態下,電池容量保持率普遍低於 70%,而且充電速度極慢。所以在高緯高寒地區,油車依然牢牢佔據着一席之地。而且純電車的續航和充電,依舊達不到油車隨加隨走的狀態,始終給消費者們留下一個 “心結”。
更關鍵的是,當全球都押注鋰電方向時鋰礦自然成了重要的戰略資源。2020 至 2024 期間,碳酸鋰價格一度從每噸 6000 美元漲到 83000 美元,妥妥的賣方市場。整個新能車上下游迫切需要一個全新的技術路線,哪怕是備選,也好過把身家性命都綁在鋰這一種元素上。
鈉電池,如前面提到的 “天行 II”,就是在這個背景下誕生的。在 22 號的發佈會上,寧德時代的 CTO 很篤定的説:鈉電的發展規律同樣會延續鋰電的路線,但基於已經積累的經驗和技術,鈉電的發展的曲線和斜率會更快。未來的三年,寧德時代鈉電的能量密度基本上可以做到跟今天的鐵鋰差不太多,而且做到鈉電比鋰電更具經濟性。
可是納電池只能解決極端環境的問題,還是無法讓消費者徹底實現能源自由。整個行業都迫切需要一種高續航、高安全性、成本可控、性狀穩定且支持快充的新技術路線。
固態電池。
所有從業者早就達成共識:下一個十年工業皇冠上的明珠只能是固態電池,它將是能源領域的 “智能手機時刻”,是一場徹底顛覆現狀的革命。更關鍵的是,全世界所有的固態電池還都屬於實驗室階段、技術差距並沒有拉開。這是所有產業者的最後機會——要麼率先突破、吃的盆滿缽滿,要麼被甩下、從此仰人鼻息。
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固態電池到底有多強悍?我們先看一組簡單的數據對比。
以性能更高的三元鋰為例,其能量密度為每公斤 300Wh。但是現在還在實驗室中、最簡單的硫化物固態電池,能量密度已經達到每公斤 720Wh,暴增一倍多。也就是同規格下,一輛小型商用車如果搭載固態電池的話,續航可以很輕鬆的突破 2000 公里。
充電上,受限鋰電池的性狀、再快的超衝 15 分鐘內也只能從 5% 充進去 80% 電量。可是硫化物固態電池目前已經實現 5 分鐘充滿電的極致功效,等待時間已經和加油不相上下。而且硫化物固態電池不會再有失火、泄露、熱失控風險,安全係數比油箱還高。
壽命上,三元鋰電池大致在循環 1500 次左右後會出現明顯的能量衰減。而固態電池直接將這個成績拔高到 3000 次左右,消費者基本不用再考慮換電問題。
續航普遍超 2000 公里、5 分鐘完成補能、無任何風險、可以使用十五年左右,才是純電車的終極形態。而且強大的能量密度還能給各類智能設備供電,真正實現國產新能車品牌心心念唸的 “全場景移動的家”。
而且,假如固態電池小型化塞入到手機、筆記本或者其他電器中,那產品體驗將指數級上升。想象力更豐富一些,耗電大户人形機器人、無人機與純電飛行器未來如果都能搭載更成熟、性能更強的固態電池的話,科幻電影中諸多場景將徹底成為現實。
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巨大的市場潛力和利潤下,不管是整車企業還是電池企業、不管是國內還是國外,所有人都瘋狂了。
對車企來説,電池成本約佔整車的 40%。也就是一輛 20 萬的純電車、車企要為之付出 8 萬的電池費用,不光卡死了產品上限、也壓縮了利潤空間。一旦率先研發出固態電池,就可以肆無忌憚的開啓價格戰,徹底卷死友商。要知道比亞迪敢在 24 年開啓價格戰的根源,就是用自家電池可以降低 15% 左右成本。
而對電池企業來説,固態路線更是不能失去的 “聖盃”。目前液態電池中我國企業佔據着全世界絕對的至高點,僅寧德時代和比亞迪兩家就拿下了全球 70% 的動力電池份額。一旦失去市場,不光是企業難以接受,整個國家戰略、安全與經濟命門,都會受到嚴重威脅。
對於那些被國內企業捲到瀕死邊緣的國外老牌車企與電池企業來説,固態電池將會是最後一絲翻身的機會。目前日韓車企和電池企業已經肉眼可見的瘋狂了:豐田手握 2100 多項固態電池專利、計劃 2027 年推出首款搭載全固態電池的車型,三星 SDI 同樣瞄準 2027 年量產,奔馳、寶馬的全固態電池測試車已相繼開啓道路試驗。
至於是口嗨還是上強度,就不得而知了。

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那麼問題來了,固態電池這麼強悍的產品,距離大規模量產商用,到底還有多遠?
據行業目前的説法,雖然在實驗室中固態電池一切表現完美,但大規模量產仍然有三個問題需要解決。
第一是成本問題,固態電池尤其是硫化物路線的原材料,像鍺、磷、硫等價格一直居高不下,製備工藝複雜,製造環境要求苛刻。初期成本可能是現有電池的十倍左右,被鋰電 “寵壞” 的消費者們是很難接受的。
第二是快充問題,實驗室中單個電芯的充電速度可以達到 5 分鐘補滿,但多個電芯一旦串聯,會有嚴重的傳輸損耗。這就導致了目前測試的固態電池組想要充滿,時間上仍然和磷酸鐵鋰差不多,根本拉不開差距。
第三是固態電池的製造工藝和此前液態鋰電池完全不同,也就是説此前投資幾千上萬億的生產線與產業鏈等將無法利用、徹底報廢,這些嚴重損失不是企業能承擔的。
想要攻克這些問題短時間是無望了,多家企業開始迂迴選擇 “半固態” 路線——本質上就是繼續卷液態電池,效果可能更好、但難有本質提升。目前多家車企和電池企業已經跳票放鴿子,不再宣傳自家產品是 “全固態電池” 了。
按照中國汽車工程學會的預計,全固態電池 2030 年才有望落地。且中科院院士歐陽明高強調,2030 年還是技術落地、不是商業落地。想要高密度的全固態電池大規模商業落地,時間預計要到 2035 年了。
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