一次充电续航1000公里，超级电池时代来临

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作为被称为“梦想电池”的全固态电池（solid state）的替代方案，半固态电池（semi-solid state）正迅速崛起。半固态电池已经达到单次充电可行驶1000公里的技术水平，在充电速度和安全性方面也较当前的锂离子电池有所提升，其续航里程超过特斯拉Model S的640公里。这正是全球汽车企业纷纷关注半固态电池的原因。

中国电池企业卫蓝新能源（Welion）创始人李洪于本月7日（当地时间）在接受彭博社采访时表示：“大众汽车、福特、梅赛德斯-奔驰、吉利汽车以及中国电子设备企业小米等都对本公司的半固态电池表现出兴趣。”

卫蓝新能源是上个月向中国电动车企业蔚来ES6运动型多用途车（SUV）供应150千瓦时（kWh）电池包的企业。与原先搭载在ES6上的75kWh电池相比，容量翻了一番。蔚来方面称，通过这一配置，车辆在一次充电后最多可行驶1000公里。

卫蓝新能源向ES6供应的电池为半固态电池。该电池的能量密度达到每千克360瓦时（Wh/㎏）。这一水平远高于特斯拉圆柱形电池4680的能量密度（300Wh/㎏）。彭博新能源财经（Bloomberg NEF）研究员Xu Jiayuan表示：“卫蓝新能源并非首家实现半固态电池商业化的企业，但360Wh/㎏的能量密度在当前电动车用电池中处于最高水平。”

为扩大半固态电池供应，卫蓝新能源计划在中国新增建设4家工厂。通过这一举措，公司计划将目前每年6吉瓦时（GWh）的产能在2025年前扩大至30GWh。公司还提出目标，要在2025年前将销售额扩大至100亿元人民币（约合1.81万亿韩元），并于当年登陆资本市场。

半固态电池是将锂离子电池中液态电解质替换为凝胶、黏土或树脂形态的电解质。液态电解质虽然电子迁移容易、能效较好，但寿命较短，并且在高温环境下存在起火风险。

学界和产业界为克服锂离子电池的薄弱环节，正开发将电解质完全固态化的全固态电池。全固态电池在提升容量和充电速度的同时大幅降低了起火风险，被称为“梦想电池”或“游戏规则改变者（game changer）”。但由于在技术上仍有诸多难题尚未解决，业界普遍认为距离真正商业化尚有不小差距。

日本丰田计划在2025年推出搭载全固态电池、可在10分钟充电后行驶1200公里的电动车。在韩国国内，三星SDI正以2027年实现商业化为目标开发全固态电池。

在此期间出现的半固态电池，凭借与全固态电池几乎相当的性能，被视为全固态电池的替代方案。与商业化时间点尚不明朗的全固态电池不同，半固态电池已经实现商业化，或已接近商业化的最后阶段。

全球能源领域咨询公司伍德麦肯兹（Wood Mackenzie）在去年发布的报告中指出：“过去10年间，围绕全固态电池的各种承诺持续不断，但尚未出现引人注目的成功案例”，“半固态电池有可能成为替代方案”。

从卫蓝新能源起步，电动车用半固态电池预计将陆续面世。全球第一大电池企业中国宁德时代（CATL）在今年4月上海车展上曾表示，将在年内推出能量密度达到500Wh/㎏的“凝聚电池（Condensed Battery）”。业界普遍认为，宁德时代所称的凝聚电池属于半固态电池。

在美国，由麻省理工学院（MIT）孵化的创业公司24M Technologies主导半固态电池开发。日本京瓷、富士胶片已向该公司投资入股。京瓷曾在2021年利用24M的技术推出能量密度为140Wh/㎏的产品，并计划在2025年前推出性能进一步提升的产品。

24M目前已实现400~500Wh/㎏的能量密度，并强调称，相比现有锂离子电池，其生产成本可降低40%。公司还表示，可将铜和铝等惰性金属的使用量减少80%。

总部位于挪威的Freyr同样计划利用24M的技术实现半固态电池商业化。该公司在去年11月宣布，将在美国乔治亚州投资17亿美元建设半固态电池生产工厂，初期产能规模为34GW。大众汽车、Lucas TVS和Axxiva也已与24M签署技术许可协议。

在韩国国内，现代汽车在利用锂金属开发半固态电池方面尤为积极。现代汽车集团计划将位于京畿道义王的研究所打造成以半固态为基础的锂金属电池研发与评估基地。

现代汽车在2021年曾向美国锂金属电池制造商SolidEnergy Systems（SES）投资约1亿美元。SES计划于明年向现代汽车集团供应电动车用样品。

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锂金属电池在负极材料中应用了高性能锂金属，电解质则采用介于液态与固态之间形态的有机溶剂。通过这一方式，能量密度被提升至400Wh/㎏。现代汽车计划将锂金属电池不仅应用于电动车，还将用于城市空中交通（UAM）、目的型专用车（PBV）等领域。

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