全固态电池，“鸿沟”难跨

导语

Introduction

“目前可以这么说，界面问题是全固态电池最难逾越的一个鸿沟。”

作者丨王小西

责编丨罗超

编辑丨靳鹏辉

丰田汽车沉寂已久的固态电池又有动静和希望了。

6月14日，丰田章男当选，连任董事长。而此前一天的技术说明会上，丰田汽车宣布了固态电池的量产消息。丰田汽车CTO中岛裕树表示，已经找到了很好的材料，能够在2027年至2028年实现该技术的商业化，向市场投放配备全固态电池的纯电动汽车。

问题是，丰田一再推迟全固态电池的量产时间，这次虽然再次重申量产时间，但并没有公布什么有价值的技术细节。所以，你相信丰田能顺利量产全固态电池吗？

为什么要做固态电池？

实际上，固态电池确实很难实现量产，我也一直断言会止步于半固态电池。因为，有一道“鸿沟”。

就连电池霸主“宁王”都头大。6月9日的2023世界动力电池大会上，宁德时代首席科学家吴凯就匆匆讲了两句全固态电池，然后说台下坐着两位院士，不班门弄斧了。

此前，宁德时代董事长曾毓群也说过，“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，仍然认为难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”

5月12日，在首尔举行的“新一代电池研讨会（NGBS2023）”上，LG能源的解决方案TI战略组组长张赫镇（音译）表示：“全固态电池等新一代电池在2030年也很难实现商用化，预计到2030年将以锂离子电池为中心形成市场。”

既然那么难，为什么大家还一窝蜂地非要去搞固态电池呢？

上次我在国轩高科的第十二届科技大会期间的专访中，专门问过国轩高科国际业务板块执行总裁程骞博士，他一句话说到了根子上，“很简单，这是因为实验室里面‘走通’了。”

众所周知，任何电池产品要能够实现商业化量产，最重要的前提就是实验室里能够“走通”（就是通过实验实现结果）。但是，从目前研发的艰难程度来看，实验室能走通，也不代表最终就能量产。

这里面很重要的一点是，实验室可能也就实现循环几百、上千小时，然后就可以出很漂亮的论文。但是要量产，电池装车后是要连续跑5~10年的，是不能出任何质量问题的。所以，这不是一个数量级的问题。

目前，丰田在全固态电池领域一直坚持硫化物路线，现有专利超过1000件。不过，此前丰田在固态电池领域的研究并不顺利，量产时间一直往后推迟。

而且，2021年左右丰田将全固态电池装在混合动力车型上路测，发现电池寿命非常短，遑论量产应用在纯电动车型上。从那时候开始，丰田就重点研究全固态电池的使用寿命问题。

循环问题，也就是电池寿命问题。就像前面所说，电极与电解质之间的界面接触，由原来的固-液接触变为固-固接触，在循环过程中，由于枝晶的问题，容易造成应力堆积，电化学性能衰减，甚至导致裂缝的出现，容量快速衰减，循环寿命差。

所以，这就是为什么我说固态电池将“止步于半固态电池”。就像中国科学院上海硅酸盐研究所能源材料主任温兆银所说，“可以这么说，界面问题是全固态电池最难逾越的一个鸿沟。”

不仅如此，丰田负责技术的董事前田昌彦曾表态称，在电动车的推广中，安全、寿命、品质、成本和高能量密度必须实现平衡。也就是说，不能有任何短板。从目前的表态看，这次丰田汽车只是说自己找到了很好的材料，但又没有说明是什么材料。解决了什么问题，也没说太清楚。

而下一阶段的难题也随之而来，即如何量产低成本、高性能的全固态电池。当然，目前业内谁也说不清楚。程骞也说过，“全固态是一个终极目标。我认为（量产）至少2027年以后，还需要一定的时间。”