出品丨搜狐汽车·汽车咖啡馆

作者丨韦燕玲

一直抵触全面电动化的的丰田罕见地放了个“大招”——2027年，全固态电池量产在即。

不久前，丰田汽车在一场媒体沟通会上表示，将会在2027将全固态电池投入实际应用。往近了说，全固态电池“救了”丰田章男一把；往远了看，全固态电池将成为其2030年全球纯电销量达到350万台押的一块宝。

2022年丰田的纯电销量仅有2.4万台，在电动化上称之为远远落后也不为过。丰田凭啥认为全固态电池就能帮助其半路截胡呢？

丰田汽车CTO中岛裕树给了一组数据：搭载该全固态电池的纯电动车续航能达1200km，并且充满电只要10分钟，在充电速度、续航里程堪称当下纯电动汽车的两大硬伤的当下，这看起来的确十分诱人。

在里程焦虑的桎梏下，新能源市场几乎是纯电、混动、增程三分天下，固态电池会改变这一切吗？

01日企专利遥遥领先 中国企业紧随其后

实际上，固态电池其实早已不是什么新鲜事物。

早在现代电化学研发初期，就有不少科学家关注到了固态电解质，而在固态电池的研究方面，当前全球约有50余家企业在进行固态电池的技术开发，国内不少企业在固态电池上也进行了十多年的探索。

与液态的锂电池相比，固态电池最大的不同便是将液态电解液更换为玻璃、陶瓷或其他材料形式的固态电解质。

固态电池最大的优点就是能够让电池内部更紧密，体积更小，并且能量密度能够大幅提升至最高500Wh/Kg左右。

对比当前主流的液态锂电池不管是三元锂、还是磷酸铁锂技术路线，都已经逐渐逼近其能量密度的天花板——由于液态锂离子电池电解质中的有机溶剂存在热失控风险，理论上的能量密度上限为300Wh/kg。

除此之外，固态电池由于采用固态电解质，化学稳定性更高，因此在避免热失控、电解液泄露等方面也具备优势。

从技术路线来讲，根据电解质的不同，目前固态电池存在三个方向——分别是聚合物、硫化物、以及氧化物全固态电池。

以丰田为代表的的日韩系企业走的是硫化物固态电池路线，欧洲企业走的是聚合物路线，而中国主流的技术路线则以氧化物为主。

三种路线各有优劣，由于目前都没有实际的大规模量产，因此彼此之间也难以一较高下。

从企业的布局情况来看，丰田确实可以称得上固态电池方面的资深玩家。其早在2008年就已开始布局，2012年丰田就发布了硫化物固态电池；2019年丰田试制的固态电池样品亮相；2020年就对外展示了固态电池的原型车。

可以说，丰田是一直押注在固态电池上的，并且截至目前丰田已经在全球范围内拥有1300多项固态电池专利，专利数量远远超过其他玩家。

除了丰田之外，另一家日系车企也在官宣过自己的固态电池愿景——2022年，日产汽车提出与NASA合作开发新型全固态电池，并计划2024年在日本横滨建造试点工厂，2028年推出搭载全固态电池的电动车型。

而日产计划在2028年推出的全固态电池成本要降至75美元/KWh，并在未来进一步降低至65美元/KWh。

先不论能否实现，光从规划来看，这些日系车企们口气都不小。不过必须得承认的是，在固态电池领域，日本的确暂时领先。

据车百智库相关统计，从1990年至2021年固态电池相关专利总拥有量进行统计数据分析，在地域方面，日本拥有固态电池专利最多，占比达到 28%；其次是中国，占比达到 22%；美国和韩国的占比分别为 14%和 5%。

按企业来划分，丰田的固态电池相关专利拥有数遥遥领先于其他国家的企业，目前全球排名前 5 的企业均集中在日韩企业、德国的博世、美国的 QuantumScape、中国的锋新能源和清陶新能源均进入前10。

欧洲企业更多的选择了与电池企业合作，比如大众集团投资了固态电池初创公司QuantumScape，并在2021年称，预计固态电池投入使用的时间将在2025年。宝马集团则与初创公司Solid Power公司合作，后者将在2023年向宝马交付测试样品，第一辆采用全固态电池的宝马原型车计划在2025年之前推出，2030年之前将实现全固态电池的量产。

国内的固态电池赛道已呈拥挤之势，不光有辉能、清陶能源、卫蓝能源等初创公司，宁德时代、赣锋锂业、比亚迪等行业龙头，也都在推进相关技术研发。

相比于丰田等日企们“激进”快速量产的模式，国内企业们似乎没有对全固态电池的量产没有抱特别大的希望。

比如宁德时代董事长曾毓群就曾直接表示“固态电池有很多科学及技术的基础问题尚未解决，我们公司深耕10多年，始终认为目前难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”

02电池寿命问题难解决 量产成本或成最大硬伤

回到当下，全固态电池确实也因为循环寿命低、量产成本高等原因一直没有实质性的进展。

就算是像丰田这样深耕了多年的企业，其实也已经多次跳票——2020年时声称已经实现一定数量的实际应用，并且将在2025年实现大规模量产应用，但2021年时又承认量产遇到困难，现在量产时间又推迟到了2027-2028年。

原因就是丰田在研发过程中发现了固态电池的电极与电解质之间由原来的“固-液”接触界面变成了“固-固”的接触界面，并且这种“固-固”的接触界面产生了非常高的电阻，严重影响了锂离子在电池正负极之间的传输，使得电极与电解质之间的接触不良，造成动力电池容量迅速衰减，从而影响整个电池的循环寿命。

“固-固”界面的兼容问题一直以来都是困扰业界的一大难题，甚至有不少声音称，这是全固态电池无法跨越的鸿沟。

而在今年6月的技术沟通会上，丰田则又表示“全固态电池将作为BEV车型电池，计划于2027-2028年实现量产”。

丰田此次能够夸下海口称2027年就可以实现量产，是因为其宣称已经发现并克服了限制全固态电池循环寿命的技术关卡。

技术细节没办法公布，真假与否只能看时间验证。

但如果真如丰田所言，全固态电池能够率先落地，那么在电动化上这绝对是极大的突破。这也是为什么之前在电动化上极为保守的丰田突然有了底气向All in电动化的方向发展。

的确是有点破釜沉舟的意思。

不过在技术问题之外，全固态电池量产摆在眼前的最大问题就是成本。

比如固态电池的固态电解质和正负极材料成本相对较高，比如氧化物固态电池中的电解质含锆、硫化物固态电池电解质含锗，这些稀有金属的价格都比较昂贵。

如果在当前制备技术尚未成熟的条件下，固态电池的生产成本是传统电池2~3倍；并且固态电池的生产没办法复用原有的液态电池产线，如果想达到规模制造，又需要额外配套千吨级的材料产线和GWh级别的产能。

搜狐汽车向多位动力电池行业内人士咨询，不少行业人士的观点均是全固态电池的规模化量产可能还需要10年左右的时间。

对于企业而言，成本几乎是决定这些产品能否最终量产的最后一块短板。

上汽集团副总工程师朱军直接表示“全固态电池能量密度再高，主流的电动汽车看重的还是成本。如果它可以助力车企降低成本，那么应该很快就能商用。”

宁德时代首席科学家吴凯也在今年的世界动力电池大会上表示，如果能够达到能量密度与成本的平衡，其实全固态电池也并不一定是必选项。

因此，作为液态电池与全固态电池之间的过渡产品——半固态电池成为了不少企业的首选项。

2020年行业内就已经有半固态电池装车，但当时能量密度仅达到了260Wh/kg水平。2023年，能量密度达到360Wh/kg的半固态电池也实现了装车，不少企业也纷纷宣布实现半固态电池的量产装车。

比如东风、蔚来、赛力斯已宣布将于今年实现半固态电池装车，长安深蓝、智己、埃安、高合等车企普遍规划2025年前装车半固态电池。

不过半固态电池的能量密度提升相对有限，并且没有明显的成本优势，因此不被宁德时代等厂商看好。

03压垮燃油车的最后一根稻草

其实归根结底，丰田押注全固态电池的最本质原因就是，固态电池有可能是解决电动汽车里程焦虑的最近的一条捷径了。

所谓的解决里程焦虑，无非就是两条路——充电效率、能量密度，并且两者缺一不可。

前者一是电池的快充技术，二是需要大量的配套基础设施的建设。

日前，小鹏汽车CEO何小鹏在自己的微博转发了《国务院办公厅关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》，同时表示：“特别好的消息，将高速和乡镇的充电设施布好，然后将充电速度提上来（800V），最后将电池的价格做到更低，这三点做到后，纯电汽车会真正的范围取代燃油/混动汽车。”

固态电池的快充也并不困难。

根据辉能科技的数据，2019年该公司研发的固态电池已经实现了5C倍率12分钟充电91.70%。2022年，印度科学研究所（IISc）的研究团队通过在电解质表面添加一层薄薄的金属，可以延长研发的固态电池的寿命，以及能够更快充电。

而在电池的能量密度方面，能够实现性能大幅提升的就是全固态电池——可以说，兼具快充与高能量密度的全固态电池，几乎是解决里程焦虑的理论上的最优解。

比如前述丰田给出的全固态电池的数据表现，续航1200公里，0-100%电量10分钟左右，几乎是兼具了快充与长续航的双重优势。

如果能够攻克下量产成本等问题，就算量产的时间线延长个三五年，全固态电池成为最终压垮燃油车的最后一根稻草，也极有可能。