2020年的新能源市場(chǎng)，強(qiáng)力塑造了EV的進(jìn)化路線。從單打一的高容量，變成兩個(gè)方向，增加了一個(gè)低成本電芯。按照2019年的補(bǔ)貼版本，想要不打折的補(bǔ)貼，能量密度（簡(jiǎn)稱能密）要達(dá)到160Wh/kg。而180Wh/kg以下的電芯，剛好比要求稍高。事實(shí)上，中低端車(chē)型已經(jīng)對(duì)補(bǔ)貼和能密都佛系了。它們的競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自下沉市場(chǎng)和短途需求，重要的是成本。

結(jié)構(gòu)創(chuàng)新不算創(chuàng)新？

但對(duì)于中高端車(chē)來(lái)說(shuō)，能密的追求是無(wú)法繞過(guò)的。2015年堪稱新能源的“夢(mèng)想時(shí)代”。產(chǎn)業(yè)化剛剛起步的時(shí)候（騙補(bǔ)的惡心勾當(dāng)還沒(méi)曝光），人們對(duì)技術(shù)和市場(chǎng)常報(bào)以美好的憧憬。當(dāng)時(shí)計(jì)劃的是2018年達(dá)到160Wh/kg，2020年達(dá)到300Wh/kg，2025年達(dá)到400 Wh/kg，2030年達(dá)到500Wh/kg。

2018年的時(shí)候，160的目標(biāo)勉強(qiáng)達(dá)到了（實(shí)際上不是平均水平，而是頭部）監(jiān)管層面仍然抱著上述想法不變，還把這些指標(biāo)寫(xiě)到《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》文件里面。順便說(shuō)一句，當(dāng)時(shí)針對(duì)2020年的新能源銷(xiāo)量預(yù)測(cè)，也破產(chǎn)了。

那么，當(dāng)時(shí)是什么給了我們這么大信心？

百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高，曾對(duì)提高能密的路線圖有一番總結(jié)。他說(shuō)，無(wú)非三種途徑：一、電池材料和電化學(xué)體系的創(chuàng)新；二、智能化方向（智慧電池）；三、在設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工程進(jìn)行創(chuàng)新。

從原則上，這些話滴水不漏，沒(méi)毛病。有意思的是，試驗(yàn)室階段的項(xiàng)目，拼命做“一”，電池廠同時(shí)做“一”、“三”。而“二”無(wú)人問(wèn)津，因?yàn)楣こ汤碚摏](méi)有突破。

有些人認(rèn)為，CTP、刀片這些結(jié)構(gòu)上的變化，不算創(chuàng)新。但結(jié)構(gòu)減重同樣能有效提升能密。電池內(nèi)所有不提供能量的東西（集流體、隔離膜、電解液、包裝、導(dǎo)電添加劑、粘結(jié)劑）都要越少越好，電芯外的結(jié)構(gòu)件更是如此。

因此，目前幾乎很多主流車(chē)企都在開(kāi)發(fā)長(zhǎng)電芯-大模組-最終類(lèi)似無(wú)模組（CTP）的方案。甚至開(kāi)發(fā)電池系統(tǒng)與車(chē)體共用的結(jié)構(gòu)件。

看不上結(jié)構(gòu)優(yōu)化的人恐怕認(rèn)為，只有來(lái)一次電化學(xué)革命，才能徹底解決能密問(wèn)題?？上В锩怀Ｓ?，1859年普蘭特的鉛酸電池算一次；1976年惠廷漢姆提出“鋰嵌入”機(jī)理算一次（他也因此得了諾貝爾獎(jiǎng)）?，F(xiàn)在我們還沒(méi)等到第三次。

在2016-2019年的時(shí)候，提升能密的技術(shù)路線多達(dá)數(shù)十條。大致分為折騰正極、負(fù)極、電解液、結(jié)構(gòu)幾大派。到了2020年，突然坍縮成死抱著一根救命稻草——固態(tài)電池（電解液派）。很簡(jiǎn)單，其他的方案都涼了。重要的是，幾大主機(jī)廠和頭部電芯企業(yè)都做出了產(chǎn)業(yè)級(jí)別的決策，主攻固態(tài)。

正極方案百花齊放

電芯廠商們，已經(jīng)在正極材料上做出了大膽的嘗試。所謂大膽，指的是投入數(shù)十億生產(chǎn)出來(lái)，直接產(chǎn)業(yè)化。如果引發(fā)大規(guī)模召回，不但投資打水漂，整個(gè)廠都會(huì)完。這和試驗(yàn)室里宣布個(gè)撩騷的消息（現(xiàn)在輿論已經(jīng)對(duì)此近乎免疫），完全不在一個(gè)層面。

量產(chǎn)的電池里面，分為鐵電池（磷酸鐵鋰LFP）和三元鋰電池。前者安全性較好，但單體能量密度偏低，雖然可以通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改善，但對(duì)于攀登能密科技樹(shù)，基本棄療。

但凡對(duì)續(xù)航有所訴求的中高端乘用車(chē)，大多采用三元方案。具體分為NCA（鎳鈷鋁酸鋰）和NCM（鎳鈷錳酸鋰）兩大門(mén)派。前者的佼佼者為松下，單體能密觸及300Wh/kg，全球無(wú)出其右。LG、SDI、SKI等韓企緊隨其后。

寧德時(shí)代為首的中企，因?yàn)镹CA的IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）基本被松下壟斷，只好開(kāi)辟NCM路線。NCM的正極配方，有333、523、622、811（即鎳鈷錳的摩爾比例）。目前大范圍應(yīng)用的是523，622次之，811擁躉較少。在2019年之前，只有零跑這樣的憨大膽敢用。

鎳含量越高，容量?jī)?yōu)勢(shì)越明顯，但鎳多了有個(gè)壞處，容易爆炸。必須在熱管理和隔膜上擁有足夠的控制手段，才能平衡。

到了2019年底，電池?zé)峥睾推胶馑竭_(dá)到實(shí)用化，811電池開(kāi)始普及，畢竟能密提升是王道。小鵬P7、愛(ài)馳U5、AION LX都是采用寧德時(shí)代的NCM811電池包，ARCFOX α-T采用北汽新能源與SKI合資的BEST NCM 811電池包。

ARCFOX α-T

值得一提的是，SKI的客戶還包括大眾、現(xiàn)代、起亞、戴姆勒。

當(dāng)然，還有更徹底的正極方案，就是將鎳提高到九成（90505）。為避免超高鎳的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在正極表面包覆納米材料。這樣有兩個(gè)好：減重、不影響鋰離子從正極脫嵌（鋰嵌入的反向），但目前價(jià)格太貴?？蛻艨戳藞?bào)價(jià)都搖頭。產(chǎn)業(yè)化就是這樣，越是貴，越?jīng)]人買(mǎi)；上不了量，成本降不下來(lái)，也就愈沒(méi)人買(mǎi)。破局點(diǎn)在廠商推動(dòng)技術(shù)發(fā)展降成本。

固態(tài)何時(shí)落地有爭(zhēng)議

釩電池和鋰硫電池，也是對(duì)正極的革新，但兩者因?yàn)轶w積的問(wèn)題，難以應(yīng)用在乘用車(chē)上。和正極材料日新月異比起來(lái)，負(fù)極創(chuàng)新乏善可陳。石墨烯被擱置，石墨烯基難堪大用。摻硅負(fù)極進(jìn)入實(shí)用化，但提升有限。

目前，正負(fù)極的技術(shù)發(fā)展正在進(jìn)入死胡同。有些人認(rèn)為逼近物理極限。但“物理極限”這個(gè)結(jié)論最好不用，歷史上用了的人，不乏大咖，都被狠狠打臉。但正負(fù)極暫時(shí)沒(méi)有實(shí)用化前景的新方案，是事實(shí)。排除那些無(wú)法走出試驗(yàn)室的電池，對(duì)電解液進(jìn)行革新，即采用固態(tài)方案，突然得到眾人點(diǎn)贊。

固態(tài)電池的好處是明顯的。沒(méi)有麻煩的液體，也就沒(méi)有漏液。損壞、刺穿不會(huì)起火爆炸。也不需要隔膜，柔性的固態(tài)電解質(zhì)可以做的非常薄。正負(fù)極之間距離可以縮短到十幾微米，電池厚度大大下降，重量減輕（傳統(tǒng)電池的電解液和隔膜占據(jù)65%的重量），能密一下子就上去了。

對(duì)市場(chǎng)上主流三元電池的續(xù)航和安全性，消費(fèi)者仍然不滿意。主機(jī)廠對(duì)此心知肚明。目前唯一能看到微光露出的“隧道”，就是固態(tài)方案。

廠商們提出的落地時(shí)間，顯示了他們對(duì)固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程的固有看法。

蔚來(lái)ET7將推固態(tài)電池版本

蔚來(lái)聲稱在2022年Q4在ET7上裝備150KWh的固態(tài)電池。大眾宣布2025年量產(chǎn)固態(tài)電池。豐田和松下聯(lián)合開(kāi)發(fā)固態(tài)電池，打算2030年推出。北汽、長(zhǎng)城也投資了固態(tài)電池。

豐田固態(tài)電池，圖片源自網(wǎng)絡(luò)

不過(guò)，科學(xué)界對(duì)此有不同看法。美國(guó)知識(shí)界有院士認(rèn)為，全固態(tài)電池（排除蔚來(lái)作為過(guò)渡的“固液電池”），需要10年時(shí)間，才能在制造工藝上達(dá)到量產(chǎn)條件。前提是在此期間沒(méi)有巨大科學(xué)突破。 

早在2019年的時(shí)候，大批投資就已經(jīng)集中到這個(gè)方向上來(lái)。這一年，剛好是811電池取得突破、實(shí)現(xiàn)普及的時(shí)候。

很明顯，一種技術(shù)能走多遠(yuǎn)，在投放市場(chǎng)之初，電芯廠和主機(jī)廠都有數(shù)。和輿論的后知后覺(jué)比起來(lái)，真正牽引方向的是生產(chǎn)力量。而非監(jiān)管、智庫(kù)、知識(shí)界、新聞界或者消費(fèi)者。

理解這一點(diǎn)，就能明白，在風(fēng)起青萍之末前，廠商們就已經(jīng)估量出輿論走向。這種信息的不對(duì)稱很有意思。在明面上，廠商并未從一開(kāi)始就大張旗鼓地宣示技術(shù)方向，他們對(duì)外界并無(wú)進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)普及的義務(wù)。有時(shí)候被誤解也很少?gòu)募夹g(shù)角度申辯。

這表明，在能密這個(gè)問(wèn)題上，因?yàn)榧夹g(shù)膈膜，各方已經(jīng)很難在同一層面上對(duì)話了。知識(shí)界的看法雖然多數(shù)時(shí)候不統(tǒng)一，但他們往往在事態(tài)發(fā)展初期過(guò)于樂(lè)觀。遭遇挫折時(shí)又過(guò)于悲觀。廠商們對(duì)這樣的“機(jī)會(huì)主義者”一般不怎么理睬。 

雖然幾年前的能密和銷(xiāo)量預(yù)測(cè)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于解決續(xù)航焦慮門(mén)檻的估量，恐怕是正確的。那就是到了400Wh/kg的時(shí)候，電動(dòng)車(chē)的便利性（綜合各種應(yīng)用場(chǎng)景），和燃油車(chē)就可以各擅勝場(chǎng)了。如果充電樁建設(shè)（特別是市區(qū)公用樁和高速超充站）再給力一點(diǎn)，電動(dòng)車(chē)的消費(fèi)拐點(diǎn)（即滲透率超過(guò)50%）會(huì)提前來(lái)到。屢屢落空的銷(xiāo)量預(yù)測(cè)，也終將落到實(shí)處。

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