科普词条：固态电池

固态电池，这个技术名词最近因为一场直播又成为了行业热点，甚至在A股市场上，相关题材的股票也出现了一波上涨行情，今天带大家来了解一下动力电池的终极目标——固态电池。

我们先来看一则报道，4月初，智己品牌CEO刘涛公布，智己L6车型上已经搭载了最新的光年固态电池，可以轻松达到1000公里的续航，快充时间也比当前主流的锂电池快很多，这则消息一出，立刻引发了对于固态电池的讨论。关于这款固态电池的争论我们稍后再说，先来了解一下什么叫固态电池。

智己的L6半固态电池1000km的续航、准900V快充

固态电池是相对于目前正在大范围使用的液态锂离子电池而言的，而液态指的是锂离子或者磷酸铁锂电池中电解质的形态，而电解质对于电池来讲有着至关重要的作用，液态的电解质充满了电池正负极之间的空间，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程便完成了。

固态电池与液态电池的结构差异，主要体现在电解质的形态上

从原理上来说，固态电池就是采用了固态的电解质，由于没有了隔膜和液态电解质。它体现出了很多先天的优势，比如固态电解质的密度更高，结构更紧凑，可以让个更多的带电离子聚集在一起，这些离子在固态介质中移动的速度更快，所以可以产生更大的电流从而提升电池容量。

固态电池与液态电池的结构差异，主要体现在电解质的形态上

目前，续航里程是制约新能源汽车发展的主要瓶颈，而这主要取决于电池的能量密度。在锂离子电池中，能量密度由正负极材料所决定，目前的锂离子电池，正极材料基本上已经进化到811了，这个数字组合实际上是镍、钴、锰三种元素所占的比例，被称之为高镍三元，基本上已经是材料上的天花板。而负极材料的进化就没那么顺利了，目前主要采用的是石墨升级到硅碳负极的材料，它的能量密度上限为400Wh/kg。不过如果能够直接采用金属锂作为负极材料，能量密度有望达到2600-3500Wh/kg。

固态电池具有良好的安全性

那为什么不能用呢？因为在液态电解质里，充放电过程中，金属锂容易产生一种叫锂枝晶的物质，这种物质结晶形状是很尖的刺，甚至会刺穿隔膜，造成正负极的短路。而固态电解质则不会存在这样的问题，如果采用金属锂作为负极材料，可以大幅提升电池的能量密度，这也是固态电池最大的优势所在。

传统锂离子液态电池内部结构复杂，需要庞大的散热系统

除此之外，固态电池由于没有液体存在，其封装也变得更加简单，不会再担心漏液的问题，也不需要额外增加冷却管来降温，在传统锂电池中，隔膜和电解液的体积占据了整个电池的40%，重量占了25%,如果采用固态的电解质材料，正负极之间的距离就可以缩减到十几个微米，整个电池包的体积和重量会减轻很多。循环寿命上，由于克服了锂枝晶现象,理想状态下固态电池循环性能可以达到45000次左右。此外，固态电池充满电只需十几分钟，且工作温度范围扩大至三倍以上。

高性能三元锂电池组在鱼群游弋的鱼缸中展示

由此可见，固态电池的优势显而易见：高安全性、高能量密度，以及在极端温度下的稳定表现。其实早在30年前，美国橡树岭国家实验室就宣称研发出固态电池，但是为何到目前为止固态电池都没有大规模普及呢？我们都知道，动力电池市场化需要满足5个核心指标：能量密度、充放电性能、生产成本、安全性和循环寿命，目前看制约固态电池的主要瓶颈还是生产成本，有分析机构指出到2026年，随着技术的进步，固态电池的成本有望达到6000元/kWh。假如买一台70kWh的固态电池汽车，单单电池成本就高达42万元。目前碳酸锂价格是10万元每吨，换算成三元锂电池电芯成本大约495元/kWh，一台70kWh的锂电池车电池成本只有3.5万元，这将近十倍的成本落差是目前阻碍固态电池发展的主要因素。

锂电池使用以及回收的新途径

我们再回到开头，说说智己发布的光年固态电池，其实从视频直播的解读可以看出，这款所谓的固态电池，并没有完全摆脱液体电解质，依旧需要液体成分润湿极片，方便电子在极片间运动，而该“润湿剂”的质量占比约为电池整体的10%。所以称之为半固态电池更加合理，不过即使如此，这款电池凭借其130KWh的容量，10分钟补充400km续航里程的补能效率也领先目前主流锂电池一大截，可见如果未来能将固态电池的成本降低到与锂离子电池相当的水平，电动车的续航里程将会大幅增加，电池的安全性也会明显提升，影响电动车发展的痛点也会迎刃而解。