聲明
本回答為筆者業余時間所作,不代表任何組織機構觀點。
結論
這個問題是一個假設吧:如果固態電池出來了——這個如果指的是有限制的量產——那現在 半固態電池算是已經有(有限制的)量產了 ; 全固態量產其實還沒有量產 ,估計還要等個幾年才能有小規模量產。而從目前的技術實際發展情況以及技術發展方向來說, 固態電池出來,如果能與傳統體系能共存然後主要在高端市場存在,就不錯了,所以「固態出來導致現在的新能源汽車都要淘汰了」這個觀點是不成立的。
關於固態電池的技術分析,之前有一個比較學術-工程角度的回答,有興趣的朋友可以過去,不過需要耐著性子讀一下。
然後在這再簡單說一下「是不是固態電池出來了,現在的新能源汽車都要被淘汰了?」這個說法不成立的原因:
1)能量密度的糊塗賬
固態大概可以分半固態和全固態兩大類,簡單的說就是固態電池指的是電解質(液)部份固態化 ->就是半固態(裏面液態電解質還有),以及全部固態化 (裏面沒有液態了)。
但是註意, 電池是靠正極和負極這一對活性物質來來提供能量的,不是靠電解質 (他們是被動非活性物質),所以說(半/全)固態電池提高能量密度,其實是電解質如果更牛,可以相容使用更為激進的化學體系來實作更好的能量密度——這一點基本在目前市面上的幾家(有限制的)已量產的半固態電池中都有體現。
你說你能量密度高——那如果把這個體系移給液態電池,是不是能量密度可以更高呢?
2)成熟度上的說不清
剛才也強調了,固態電池目前半固態已經量產,但是要麽是某家的有限制量產(只租),要麽是剛剛註冊資訊結果能量密度一下子低了一截。剛才也說了一點:實作能量密度其實是靠正負極的——而更激進的正負極材料本身成熟度就低些,用起來挑戰也更大,而從這些固態電池企業推出的產品也不難看出這個問題:你要是真的很成熟,為什麽不能無限制的量產呢?
3)安全上有待證明
過針刺主要是為了給老百姓看熱鬧, 能過GB38031的熱失控-熱擴散室實驗才是根本 。目前一個有意思的現象:固態電池( 有限制 )量產的幾家, 其實都沒有再過多強調(上了車的)固態電池的熱安全GB38031方面的表現有多好 ,我們也期望這方面能有更多更透明的交流。究其原因其實也不太難理解:半固態是一部份電解液固態化,但是剩下的液態電解液是不是還有可燃性,以及本來正負極材料在一定溫度下就存在即使沒有短路也直接CROSS-TALK發生熱失控反應的可能 (參考歐陽明高老師組的論文),那光把中間的電解質固態化不引入其它安全機制,配上更激進的正負極,安全是能上升還是能下降呢?
4)成本上似乎只能高端
前有一塊電池頂一輛ET5(這是人家高管自己說的不是我編的),後有裝車電池只見於頂配車型,起碼從實際階段性結果來看,半固態電池是更貴的。原因也簡單:1)電解質部份固態化,新的電解質能比舊的便宜不?2)使用更激進的新的正負極能更便宜不?3)規模效應有不?所以貴了其實是合邏輯的。想要去殺中低端市場,去跟高度成本透明的磷酸鐵鋰走量電芯拼成本嗎,我覺得有點難(有的乘用車用的電芯連幹法隔膜都用上了,你固態準備怎麽拼成本呢?)
總結
總體來說, 傳統鋰離子體系目前潛力挖掘的比較充分了 ,部份固態化電解質可以帶來好處,但是也會有些問題,不只以上這些,還有老化、功率、快充方面的問題, 這也是半固態技術目前的現狀:技術有一些亮點(能量密度、安全上的一定提升) ,但是短板也不能忽視, 總體來說相對於傳統液態鋰離子電池技術的優勢還有待進一步明確 。
所以說「是不是固態電池出來了,現在的新能源汽車都要被淘汰了?」這個觀點是不成立的——能在成本要求更低,效能要求更高的高端需求領域先立住,就很好了。
最後
本文先說的主要是半固態技術。全固態體系與半固態會有些明顯不同,成熟度會更低量產只會更晚,技術上的挑戰以及潛力方向也更鮮明。這篇回答先說說半固態,如果大家興趣比較大,有時間再談全固態的情況。
也希望我們知乎的電CLUB新知技術大會的各種討論圓滿成功,希望這篇回答可以在三電版塊得到大家的支持,謝謝。