鉅大LARGE | 點擊量：803次 | 2021年05月13日
此“固態”非彼固態，淺析蔚來最新150kWh“固態電池組”
一月九日晚，一年一度的蔚來汽車NIODAY上，預熱已久的150kwh固態電池包終于現身。新電池包預計將于2022年第四季度正式推出，能量密度達到360Wh/kg。在新電池包的加持下，老款ES8續航可提升至730km，新款ES8能到850km，ES6和EC6超過900km，而蔚來首款中大型純電動轎車ET7則有望突破1000km續駛里程。
看起來，蔚來不僅先一步將特斯拉還沒能量產的固態電池技術搶先開放給用戶，還首先在行業內可謂徹底解決了里程焦慮問題，1000km續航+換電，即便是冬季打個五折，想必也沒有人會在乎了吧。
不過，引起社會高度關注的“固態電池”近日遭業內專家潑冷水。國聯汽車動力鋰離子電池研究院董事長熊柏青表示，固態電池不會這么快商用。“全固態電池現在距商業化還很遠，現在甚至做個演示都還很困難。10年內完全攻克全固態難度挺大，反正至少這5年沒戲?！?/p>
難道一向踏實肯干的蔚來也學會PPT造車了？非也，蔚來的150kWh“固態電池”，與專家提到的固態電池技術上不屬于同一類產品。
其實叫做“混合固液電解質鋰離子電池”更準確
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
固態電池與目前主流的傳統鋰離子電池最大的不同在于電解質，固態電池則是使用固體電解質，替代了傳統鋰離子電池的電解液和隔膜。而傳統鋰離子電池重要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質。
固態電池現階段還處于實驗室驗證狀態，雖然相比傳統鋰離子電池具有高能量密度和高安全性等絕佳優勢，但同時還具有導電率差、循環壽命不佳、制造工藝復雜成本高等問題，難以實現量產應用。
蔚來所謂的固態電池其實是固液混合電解質電池或者叫做“半固態”電池。這是傳統鋰離子電池到全固態電池之前的一個過渡方法，也就是同時使用固態電解質和電解液，而且保留傳統鋰離子電池的隔膜等組成部分。
即便是這種半固態電池，其360Wh/kg的能量密度依然吊打現階段主流三元鋰離子電池。不過，想要真正應用到量產車輛上面，蔚來在技術層面依然做出了不少的努力。
原位固化固液電解質
原位固化固液電解質重要核心在“固液電解質”。所謂原位固化，就是逐步把當前的液態電解質轉換為固體，而不是一步到位全固態的方法。
也就是上面提到的，蔚來的“固態電池”本質上是同時含有固態電解質和液態電解質的鋰離子電池。即采用聚合物基體PVDF、PEO等作固態電解質，但聚合物基體PVDF、PEO成膜后含有殘留溶劑。
新電池包的創新在于原位聚合涂覆技術，即在基膜上進行的涂覆是由原位聚合反應實現，可以改善正負極界面接觸。預計原位聚合涂覆用了LLZTO、LATP等陶瓷固態電解質成分，因此叫做固態電池。
無機預鋰化硅碳負極
這個詞要拆開來看，無機-預鋰化-硅碳負極。
“硅碳負極”指的是負極材料。目前業內更多使用石墨負極，石墨負極重要優點是結構穩定，循環性能很好，但是其容量已經達到了瓶頸階段（理論克容量約372mAh/g）。而硅碳負極材料由于其較高的容量（理論克容量4200mAh/g），有助于提高鋰離子電池能量密度，是下一代電池負極的重要技術發展方向。當前的重要難點在于存在充放電過程中體積膨脹率較大、循環壽命不夠、首充效率低（65%-85%）等缺點。
“預鋰化”正是為解決碳硅負極以上痛點應運而生，其實質為彌補充放電過程中不可逆的鋰損耗，提前對電極材料進行補鋰，以提升首次充放電效率，并提高電池的總容量和能量密度。目前，常見的預鋰化方式是在負極（金屬Li粉和Li箔）或者正極補鋰。
“無機”大概率指的是將無機粉末添加到熔融鋰中形成混合物的方式。
納米級包覆超高鎳正極
最后的“納米級包覆超高鎳正極”工藝相對更好理解。
超高鎳是近年來提及頻率最高的鋰離子電池關鍵詞之一，如我們國內很多自主車企都已經使用了三元811系（NCM的比例為8:1:1）電池，對高鎳含量追求到極致的特斯拉已經用上了9系NCA電池。高鎳含量有助于直接提高電池的能量密度，但同時也會使得熱穩定性和循環性下降。
蔚來為此提出的解決方法便是“納米級包覆”。納米級表面包覆層能夠很好的抑制電解液的分解和材料的表面相變，是提升高鎳三元材料穩定性的有效方法。但包覆太厚會影響鋰離子從正極材料的脫嵌，因此采用的是納米級的包覆，即把包覆做薄。
雖然不能稱之為真正的固態電池，但蔚來此次公布的“半固態電池包”確實結合了當前最為前沿且可以實現的動力鋰離子電池技術，一切按部就班的話，2022年交付使用裝車問題不大。
屆時，續航達到1000km的蔚來ET7憑借滿身都是硬貨的產品力，和相對極富誠意的售價，大概率會成為蔚來銷量的又一個上升點。
