声明
本回答为笔者业余时间所作,不代表任何组织机构观点。
结论
这个问题是一个假设吧:如果固态电池出来了——这个如果指的是有限制的量产——那现在 半固态电池算是已经有(有限制的)量产了 ; 全固态量产其实还没有量产 ,估计还要等个几年才能有小规模量产。而从目前的技术实际发展情况以及技术发展方向来说, 固态电池出来,如果能与传统体系能共存然后主要在高端市场存在,就不错了,所以「固态出来导致现在的新能源汽车都要淘汰了」这个观点是不成立的。
关于固态电池的技术分析,之前有一个比较学术-工程角度的回答,有兴趣的朋友可以过去,不过需要耐着性子读一下。
然后在这再简单说一下「是不是固态电池出来了,现在的新能源汽车都要被淘汰了?」这个说法不成立的原因:
1)能量密度的糊涂账
固态大概可以分半固态和全固态两大类,简单的说就是固态电池指的是电解质(液)部分固态化 ->就是半固态(里面液态电解质还有),以及全部固态化 (里面没有液态了)。
但是注意, 电池是靠正极和负极这一对活性物质来来提供能量的,不是靠电解质 (他们是被动非活性物质),所以说(半/全)固态电池提高能量密度,其实是电解质如果更牛,可以兼容使用更为激进的化学体系来实现更好的能量密度——这一点基本在目前市面上的几家(有限制的)已量产的半固态电池中都有体现。
你说你能量密度高——那如果把这个体系移给液态电池,是不是能量密度可以更高呢?
2)成熟度上的说不清
刚才也强调了,固态电池目前半固态已经量产,但是要么是某家的有限制量产(只租),要么是刚刚注册信息结果能量密度一下子低了一截。刚才也说了一点:实现能量密度其实是靠正负极的——而更激进的正负极材料本身成熟度就低些,用起来挑战也更大,而从这些固态电池企业推出的产品也不难看出这个问题:你要是真的很成熟,为什么不能无限制的量产呢?
3)安全上有待证明
过针刺主要是为了给老百姓看热闹, 能过GB38031的热失控-热扩散室实验才是根本 。目前一个有意思的现象:固态电池( 有限制 )量产的几家, 其实都没有再过多强调(上了车的)固态电池的热安全GB38031方面的表现有多好 ,我们也期望这方面能有更多更透明的交流。究其原因其实也不太难理解:半固态是一部分电解液固态化,但是剩下的液态电解液是不是还有可燃性,以及本来正负极材料在一定温度下就存在即使没有短路也直接CROSS-TALK发生热失控反应的可能 (参考欧阳明高老师组的论文),那光把中间的电解质固态化不引入其它安全机制,配上更激进的正负极,安全是能上升还是能下降呢?
4)成本上似乎只能高端
前有一块电池顶一辆ET5(这是人家高管自己说的不是我编的),后有装车电池只见于顶配车型,起码从实际阶段性结果来看,半固态电池是更贵的。原因也简单:1)电解质部分固态化,新的电解质能比旧的便宜不?2)使用更激进的新的正负极能更便宜不?3)规模效应有不?所以贵了其实是合逻辑的。想要去杀中低端市场,去跟高度成本透明的磷酸铁锂走量电芯拼成本吗,我觉得有点难(有的乘用车用的电芯连干法隔膜都用上了,你固态准备怎么拼成本呢?)
总结
总体来说, 传统锂离子体系目前潜力挖掘的比较充分了 ,部分固态化电解质可以带来好处,但是也会有些问题,不只以上这些,还有老化、功率、快充方面的问题, 这也是半固态技术目前的现状:技术有一些亮点(能量密度、安全上的一定提升) ,但是短板也不能忽视, 总体来说相对于传统液态锂离子电池技术的优势还有待进一步明确 。
所以说「是不是固态电池出来了,现在的新能源汽车都要被淘汰了?」这个观点是不成立的——能在成本要求更低,性能要求更高的高端需求领域先立住,就很好了。
最后
本文先说的主要是半固态技术。全固态体系与半固态会有些明显不同,成熟度会更低量产只会更晚,技术上的挑战以及潜力方向也更鲜明。这篇回答先说说半固态,如果大家兴趣比较大,有时间再谈全固态的情况。
也希望我们知乎的电CLUB新知技术大会的各种讨论圆满成功,希望这篇回答可以在三电版块得到大家的支持,谢谢。