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仅仅过去两三年，电动汽车已经从一种小众选择，迅速变成了一种大众潮流。在上海车展 2023 上，新能源汽车成为了绝对的主角，奥迪第一次以纯电动汽车产品阵容亮相，还有大量的电动汽车第一次亮相，主打「增程式」的理想汽车也推出自己的高压纯电方案。
汽车产业在电动化、智能化的方向上一去不回。但尽管已经在广泛意义上获得了消费者和市场的认可，如果说电动汽车还有什么缺点是部分消费者很难接受，主要都集中在电动汽车最核心也最关键的部件——电池，尤其是续航里程，这很大程度又由电池的能量密度决定。同等的重量和体积下，电池能量密度越高，电量越高，续航里程也越高。类似芯片制程工艺与算力的关系，制程越先进，单位面积塞下的晶体管越多，算力也越高。可以说，很长一段时间内，电动汽车的核心之一就是要不断地提高电池的能量密度，提高续航里程。
图/宁德时代
在今年上海车展上，全球最大动力电池厂商宁德时代就发布了一种「很新的」凝聚态电池，技术路线与半固态电池不同，电解质呈凝胶状，单体能量密度高达 500Wh/kg，即便在集成电池管理系统之后，电池的总体能量密度也能接近 450Wh/kg。同时宁德时代还透露，该电池满足了航空级的安全与质量要求，已经在进行民用电动载人飞机项目的合作开发。
此外，宁德时代之所以选择在上海车展上正式发布凝聚态电池，主要是因为接下来还将推出凝聚态电池的车规级版本，预计在今年年内就具备量产能力，可能比民用电动飞机更快实现商业化落地。宁德时代首席科学家吴凯将这次发布的凝聚态电池视为宁德时代在电池上的一次重大突破。但对电动汽车厂商们来说，凝聚态电池的量产还意味着，未来面对特斯拉和比亚迪两大新能源汽车巨头时，他们可能不再需要从起跑线后面开跑。
电池能量密度的大升级
500Wh/kg 是什么水平？特斯拉的 4680 电池算是目前锂电池方面能量密度的天花板，单体能量密度约为 300Wh/kg；宁德时代去年发布的麒麟电池，在配用三元电芯下能量密度可达 255Wh/kg，配用磷酸铁锂电芯能量密度可达 160Wh/kg；比亚迪的第一代刀片式磷酸铁锂电池（简称刀片电池）的能量密度只有 140Wh/kg，传闻第二代将提升至 180Wh/kg。
4680 电池，图/特斯拉
除此之外，蔚来在 2021 年发布的 ET7 也在今年的上海车展期间正式上市，其中 150kW 版本搭载了来自固态电池厂商北京卫蓝的半固态电池产品，单体电池能量密度为 360Wh/kg，不过该版本目前在蔚来官网还未上架。
一言以蔽之，在目前的动力电池行业中，所有已经量产和计划量产的动力电池，没有一个在能量密度上可以与凝聚态电池相抗。不过，能量密度达到 500Wh/kg 的电池也不是没有，比如 NASA 去年就宣布成功研发了固态电池，能量密度也达到 500Wh/kg，此外还有很多实验室也做出了超高能量密度的电池。但能够像宁德时代一样将电池技术进行量产装车的，恐怕寥寥无几。去年 6 月，宁德时代发布了麒麟电池，到今年 3 月已经实现了量产。作为麒麟电池的全球量产首发车型，极氪的纯电中大型 MPV 极氪 009 计划在今年第二季度交付。此外，去年宁德时代也表示钠离子电池要在 2023 年量产，到今年上海车展前突然官宣将首发落地奇瑞汽车，预计第四季度上市。
图/宁德时代考虑到宁德时代的量产和落地能力，以及发布会上宣布「年内具备量产能力」的承诺，我们大概率将在今年晚些时候看到车规级凝聚态电池的量产消息，顺利的话可能明年也就能看到凝聚态电池「上车」，同时可能迎来电动汽车续航里程的新一轮爆发式增长。过去三十年，锂电池的能量密度缓慢地从 100Wh/kg 提升到了 300Wh/kg，支撑了电动汽车大规模进入市场，但从 300Wh/kg 提升到 500Wh/kg，将使电动汽车的续航里程增长到新的水平，可能彻底消弭消费者对电动汽车的最后一点顾虑。
从半固态到凝聚态
1990 年，美国橡树岭国家实验室成功研发出了（全）固态电池，能量密度超过了 700Wh/kg，充放电上万次也不衰减，同时充满还只需要几分钟。固态电池超高的能量密度、安全性和寿命等优势，让它成为了电池行业的「圣杯」，动力电池的终极解决方案。但固态电池的量产依然难以实现，丰田研究了三十年还是没有量产，宁德时代创始人兼董事长曾毓群也说，2035 年以前固态电池都不会产业化。于是乎，半固态电池被很多动力电池厂商和车企视为下一个阶段的主力方向，作为通往终极方案的过渡方案，甚至就是终极方案。
曾毓群，图/宁德时代而宁德时代则选择了自己的「过渡路线」——凝聚态。事实上，曾毓群的博士研究方向就是凝聚态物理，他并不看好「固液混合」的半固态电池的技术路线，认为其无法从本质上解决液态部分电解质的安全性问题。与半固态电池不同，宁德时代凝聚态电池的电解质为凝胶状，既不是固态又不是液态，但在物理上又兼具固态和液态的特性，使其比起半固态电池更兼具性能和安全性，又比固态电池更易实现大规模量产。比如困扰固态电池落地的一大难点，就是固态与固态之间的接触性问题。
图/美国能源部众所周知，电池充放电的过程，实际也是离子通过电解质在正负极之间进行往复运动的过程。液态电解质下不存在接触不紧密导致离子无法运动的问题，然而固态电解质下很难保证这一点，凝胶状电解质则解决了这个问题。当然，这不意味着凝聚态电池就能全面替代半固态电池的未来，况且规模化量产后的成本也将是市场竞争的关键，决定了凝聚态电池会不会成为车企的选择。但毫无疑问，凝聚态电池的商用化大概率将对整个动力电池行业产生冲击，加快飞机和汽车的电动化进程。
一条新的「起跑线」
乘联会今年第一季度的数据显示，国内新能源乘用车的零售销量达到了 131.3 万辆，同比去年增长 22.4%，渗透率提升 6 个百分点至 34.2%。与此同时，特斯拉一季度全球交付超过了 42 万辆，比亚迪的全球销量更是达到 55.2 万辆。
与其他车企不同，特斯拉和比亚迪长期信奉垂直整合模式，得益于此也形成了成本控制优势。尤其是在电池等核心零部件上的自研路线，让他们更能应对上游的成本压力，在价格上有更多的调整空间，也可以更自主地选择长期的技术方向。
宁德时代客户，图/开源证券但与此对应，他们也要面对技术落后、路线错误的风险。以宁德时代的凝聚态电池为例，没有选择比较主流的半固态路线，但在核心性能上却大幅领先了同代的竞品，包括特斯拉的 4680 电池。只要成本适合，其他车企可以毫无顾忌地搭载上车，在关键的续航里程上取得领先。而对特斯拉和比亚迪来说，如果放弃自身的电池技术路线和产品，在电池成本上也就没有了明显优势，甚至之前相应的研发投入也要付之东流；如果坚持自身的电池技术路线和产品，面对凝聚态电池的性能和安全优势，尤其是旗下的高端汽车又要面临产品关键能力上的质疑。换句话说，凝聚态电池的横空出世，既是宁德时代在电池上的一次重大突破，也给了其他车企一种可能的选择和未来——让比亚迪和特斯拉在电池技术上的领先优势大幅缩短，要么继续搭载性能和安全性更差的电池，要么下马回到同一个起跑线。不过未来实际如何，我们还是要等到凝聚态电池的正式量产或是上车。题图来自 Pixabay
来 源：雷科技汽车出行组
编 辑：冬日果酱
排 版：Eater
