蔚来固态电池迷雾：续航1000公里 真大招还是科幻片？

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　　蔚来固态电池迷雾，续航1000公里，真大招还是科幻片？产业链一手调查来了

　　“目前使用NCM811正极材料的固态电池，质量能量密度（其实）是下降的，除非使用更高克容（克容量，正极材料的一个标准）的正极材料。”曾参与固态电池汽车研发的业内人士萧瀚（化名）向《每日经济新闻》记者说道。

　　近日，蔚来汽车表示，将于2022年第四季度推出使用150度的固态电池汽车，实现360Wh/kg超高能量密度，续航里程超过1000公里。

　　萧瀚认为，半固态电池（或称之为混合固态电池，业内各自存在不同表述）存在三大量产挑战：一是能量密度低；二是成本高；三是工艺难度高。如果说蔚来150度电池包2022年量产，那么现在就应该有比较可靠的电池demo（小样）出来，且可以装车使用。再经过一个冬天的测试，使得电芯在2021年底具备准量产状态。之后，汽车厂商再拿电池包做一个冬试、一个夏试，才能在2022年四季度装车。

　　在他看来，目前没有国内厂家能够拿出360Wh/kg能量密度的方案。因此，2024年、2025年才是半固态电池较为稳妥的量产时间点。

　　供应商猜想

　　蔚来推出150度电池包后，谁是其半固态电池产品的供应商成了各界关注的焦点。宁德时代(260.760, -3.55, -1.34%)、清陶能源、台湾辉能、北京卫蓝等公司纷纷被列入可能的供应商名单。

　　从技术路线看，宁德时代走的是硫化物电解质路线，研发全固态电池。根据前瞻产业研究院报告，目前宁德时代全固态电池还在开发中，预计2030年后产品才能实现商品化。

　　而清陶能源、台湾辉能、北京卫蓝走的均是氧化物电解质路线。能量密度方面，根据天风证券(4.490, -0.11, -2.39%)研报，清陶能源、台湾辉能的固态电池能量密度分别为400Wh/kg、182Wh/kg，宁德时代的硫化物电池理论可达400Wh/kg。

　　从技术路线看，宁德时代走的是硫化物电解质路线，研发全固态电池。根据前瞻产业研究院报告，目前宁德时代全固态电池还在开发中，预计2030年后产品才能实现商品化。

　　而清陶能源、台湾辉能、北京卫蓝走的均是氧化物电解质路线。能量密度方面，根据天风证券研报，清陶能源、台湾辉能的固态电池能量密度分别为400Wh/kg、182Wh/kg，宁德时代的硫化物电池理论可达400Wh/kg。

　　从能量密度上看，台湾辉能182Wh/kg与蔚来150度电池包的360Wh/kg相去甚远，且天风证券预计台湾辉能2025年能达到的能量密度也仅为335Wh/kg。但事实上，台湾辉能此前一度被认为是最有可能的供应商，2019年8月22日，蔚来就曾与台湾辉能签约，双方以打造采用辉能MAB固态电池包的样车为短期目标。

　　目前，动力电池提升能量密度主要有两条技术路线：一是提高单体电芯能量密度，比如正极材料从磷酸铁锂到三元，三元电池正极材料从NCM523、NCM622到NCM811的技术演进；二是提升整包能量密度，比如宁德时代CTP、比亚迪(356.400, -2.53, -0.70%)刀片电池等。

　　台湾辉能MAB固态电池包与宁德时代CTP、比亚迪刀片电池类似，并非提升单体电芯能量密度，而是为了提升整包能量密度。

　　另一家可能的供应商是北京卫蓝。该公司一位工作人员向记者提供了一份2019年9月的《公司现状与产品介绍》报告。报告显示，北京卫蓝三大产品的单体能量密度分别251.7Wh/kg、257.3Wh/kg和259.1Wh/kg。

　　若参照该标准，北京卫蓝的产品难以达到360Wh/kg的标准，无法向蔚来提供150度电池包产品。不过，上述工作人员也向记者表示：“现在量产的能量密度会比这个（2019年）要高。”而对于公司是否向蔚来供货，该工作人员则表示并不清楚。

　　启信宝数据显示，天齐锂业(33.110, -0.15, -0.45%)通过其全资子公司成都天齐锂业有限公司间接持股北京卫蓝，持股比例为5%。

　　清陶能源总经理李峥曾在2020年10月的演讲中表示：“在2020年这个节点上，实际上我们已经装车的能量密度大概在300Wh/kg左右，明年我们和一些主机厂有装车计划的产品目标放在了350Wh/kg，现在已经开始做A样的阶段。”

　　在能量密度上，清陶能源与蔚来150度电池包的360Wh/kg较为接近。但据上述北京卫蓝报告显示，电芯开发从A样、B样、C样再到SOP（小批量生产阶段），一般至少需要3年，整车验证一般需要至少15个月。假设2019年A样测试完成，最快2022年能实现量产，2023年实现装车。

　　照此计算，假设清陶能源2020年完成A样，那最快2024年实现装车。从时间维度看，清陶能源也难以达到蔚来2022年四季度装车的目标。

　　清陶能源公司内部。图片来源：每经记者 朱成祥 摄

　　据悉，2018年11月，清陶能源国内首条固态锂电池产线正式投产，产能规模为0.1GWh，总投资1亿元，已经量产出第一批固态电池产品，目前可日产1万颗电芯，产品主要应用于特种电源、高端数码等领域。

　　1月13日，《每日经济新闻》记者就清陶能源是否为蔚来固态电池供应商等问题致电公司，不过公司工作人员表示不接受采访。

　　1月14日，记者赶赴江苏苏州昆山经济技术开发区，只见公司大门处摆放着一块小黑板，列举了招聘普工、实验员等岗位的要求。其中普工要求初中及以上学历；实验员、品检员要求中专以上学历。

　　清陶能源的招工信息。图片来源：每经记者 朱成祥 摄

　　记者以面试普工的身份进入清陶能源。据观察，现场共有两栋楼，西侧一栋已经投入使用，东侧一栋仍在施工过程中。工作人员介绍称：“整个集团有四五百人，昆山这边有两百多人，包括研发人员和工人。目前研发、生产都集中在这栋楼二楼。”

　　对于哪家汽车厂商使用了清陶能源的电池产品，该工作人员表示这属于保密信息。据了解，清陶能源曾于2020年6月与合众汽车（品牌为哪吒汽车）达成合作，双方将共同推进固态电池的研发与应用。

　　二楼办公区域坐满了人，记者随后来到的区域却空荡荡的。

　　清陶能源二楼，生产区域与办公区域之间的空旷地带。图片来源：每经记者 朱成祥 摄

　　后据另一位工作人员透露，生产区域在二楼的围墙后面，工人们都在围墙后面生产。对于生产区域面积，该工作人员并未详细告知。最后，记者在与面试人员简单交流后，借机离开。

　　另外，也有上市公司间接投资了清陶能源，如上汽集团(16.400, -0.25, -1.50%)。启信宝数据显示，嘉兴颀骏一号股权投资合伙企业（有限合伙）持有清陶能源3.20%的股权。该公司背后正是上汽集团。

　　半固态电池是过渡产品

　　新能源汽车发展多年，安全和续航里程一直是压在头上的“两座大山”。

　　固态电池，则被视为提升能量密度、提升电池安全性的最佳选择。半固态电池，便是液态锂电池与固态电池之间的过渡性产品。

　　对于蔚来汽车发布续航超过1000公里的固态电池，国联汽车动力电池研究院董事长熊柏青表示：“全固态电池距商业化还很远，现在甚至做个演示都还很困难。十年内完全攻克全固态难度挺大，反正至少这5年没戏了。”

　　事实上，蔚来此次推出的并非全固态电池，而是添加固态电解质的混合固态电池。蔚来董事长、创始人李斌也强调目前采用的并非全固态，还是带有液体，全固态电池的量产还是很远的事情。

　　蔚来汽车董事长李斌。图片来源：视觉中国(25.170, -1.12, -4.26%)

　　目前新能源车广泛使用的动力锂电池，是由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大部分组成。全固态电池，则使用固态电解质，去除了电解液和隔膜。兴业证券(5.970, -0.07, -1.16%)研报显示，隔膜只能耐140~160度温度，容易发生热失控，电解液是聚合物液体，是易燃高分子。因此，（全）固态电池能够提升电池的安全性。而缺点在于离子电导率低，导致内阻大，循环性能、倍率性能差。

　　半固态电池则是在保留电解液、隔膜的基础上，添加固态电解质，理论上可以提升电池的热稳定性和安全性。与液态电池相比，半固态电池的电解液用量逐步减少，并根据不同体系，有的用基膜，有的不用。

　　对于半固态电池的安全性，萧瀚也表示认可。其表示曾做过demo（小样）样车，也多次前往合作的固态电池厂家，现场目击过针刺测试与高温加热测试，（半固态电池）的安全性是OK的。

　　针刺测试，是对动力电池安全性最严苛的测试方式，用直径5~8mm的钢针将电池刺穿造成内部短路，并让钢针在电池内停留一个小时，不起火、不爆炸才算合格。目前，磷酸铁锂电池可以通过针刺测试。

　　安全性和能量密度的取舍考量

　　半固态电池可以通过针刺测试，显然安全性是可靠的。但是能量密度上，若使用现有的材料（NCM正极、石墨负极），反而会降低能量密度。

　　理论上，行业内普遍认为液态电池的天花板在350Wh/Kg左右，固态电池由于去除了电解液、隔膜，可以做到更高，预期能做到500Wh/Kg。

　　但是萧瀚却表示：“（半固态电池）由于使用固态电解质，相对液态电解质能量密度肯定是下降的。比如说同样用NCM622、NCM811的电池，（半固态电池）能量密度肯定要比240Wh/Kg、260Wh/Kg的体系要下降一个等级。可能半固态电池NCM811的能量密度只能等同于液态电池NCM523的能量密度。”

　　萧瀚同时也强调，能量密度下降是基于当下使用的材料。“半固态电池具备300Wh/Kg以上能量密度的能力，但是需要使用更高容量的正极材料。目前的正极材料，是配合液态电解液使用的，也需要考虑到电池的安全性，但不利于固态电解质的发挥。固态电池解决了安全问题，因此可以使用超过300Wh/kg的电池体系（的材料）。”

　　“具备这样的能力，也不代表马上就能实现，因为有很多技术需要攻克。”萧瀚补充道。

　　无独有偶，北京卫蓝总经理俞会根也曾在2018年6月的演讲中表示：“单纯地把电解液替换成电解质，固态电池的能量密度一定是降低的。液态电池如果做到300Wh/kg、297Wh/kg，用LLZO是186Wh/kg，用LAGP是216Wh/kg，最高的是用聚合物，可以做到301Wh/kg。”

　　而LLZO、LAGP均为氧化物固态电解质。国内主流固态电池厂家中，宁德时代走的是硫化物固态电解质路线，而清陶能源、北京卫蓝以及台湾辉能走的是氧化物固态电解质路线。

　　因此，对于提升固态电池能量密度，俞会根认为：“负极一定要改，而正极材料如果还用现在的材料，（配合）固态电解质是没有优势的，所以要往高电压走，这是固态电池大概的方向。”

　　值得注意的是，对于现有材料体系下，半固态电池能量密度下降问题，业界似乎不愿提及。《每日经济新闻》记者就该问题向锂电行业人士多方求证，均未得到明确回复。

　　全球最快无人驾驶汽车蔚来汽车展台。图片来源：每经记者 张建 摄（资料图）

　　提升能量密度是未来方向

　　根据蔚来公布的信息，其半固态电池主要使用了原位固化、高性能硅碳负极和纳米级包覆以及超高镍正极等多项核心技术。

　　兴业证券认为，蔚来150度电池包差异化核心创新点在于固液电解质技术（原位固化）。蔚来对于该项技术的解释是：“在电解质和正负极材料之间建立了安全稳固的界面，为提升50%能量密度提供安全保障。”

　　由此可见，原位固化技术主要是提升电池安全性。因此，兴业证券认为该电池包提升能量密度主要依靠高镍正极、硅碳负极和预锂化。

　　不过，这三项技术并非创新型技术，并且也可以使用在液态电池中，并非半固态电池、固态电池独有。

　　光大证券(17.420, -0.33, -1.86%)在2020年4月的研报中就表示：“超高镍三元材料+硅碳负极将成为锂电池未来发展主流方向。”其中，超高镍三元材料主要有NCM811、NCM（83：8：9）、NCM（92：3：5））、NCA（87：9.5：3.5）以及NCA（91：4：5）。

　　正极材料方面，超高镍三元材料是主流液态电池厂商的研究方向。负极材料方面，1月13日，智己汽车在发布会上宣布，新车搭载上汽与宁德时代共同开发的电池，首次采用“掺硅补锂电芯”技术，单体能量密度达300Wh/kg。所谓的“掺硅补锂电芯”，便是使用硅碳负极以及预锂化。另外，国轩高科(23.010, -0.45, -1.92%)也在1月8日的科技大会上推出单体能量密度达到210Wh/kg的磷酸铁锂电池，该电池同样使用了硅碳负极、预锂化技术。

　　简而言之，除了原位固化技术，其余三项技术都是液态电池厂商正在研究与推广的技术。

　　记者手记|固态电池发展需行稳致远

　　寒冷的天气会影响到锂离子的活性，从而导致电动汽车续航里程下降。平时标注600公里的续航，冬天实际跑下来需要打六折。如何提升续航里程，成为新能源车、锂电行业的关注点。

　　蔚来的“一声惊雷”，掀起了新能源汽车续航里程新一轮的“军备竞赛”。1000公里续航，成了一个标志性的符号。

　　谁是蔚来的固态电池供应商，成了外界关注的焦点。目前来看，宁德时代、清陶能源、台湾辉能、北京卫蓝最有可能。但记者通过采访及查阅资料发现，宁德时代走的是硫化物电解质路线，研发全固态电池，与蔚来半固态电池并不吻合。而台湾辉能、北京卫蓝在能量密度上与360Wh/kg有所差距；清陶能源目前才推出A样，时间点或赶不上。 

　　蔚来的这声“惊雷”，令更多的人关注到固态电池行业的发展。但固态电池的发展，仍有很多技术关口需要攻克；很多高克容（正极材料的一个标准）的材料需要研究；很多工艺、设备需要研发。因此，希望蔚来150度电池包能促进固态电池行业的发展。

　　记者：朱成祥 

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责任编辑：李思阳