通过使用固态电解质代替电解液，固态电池拥有更好的安全性与更高的能量密度，是锂电池8月22日，上汽集团携手清陶能源举办“2023上汽技术之旅——走进固态电池”活动，展示了双方在固态电池领域联合开发的最新成果。从活动中获得的信息来看，上汽智己明年上市的新车型有望成为首款搭载固态电池的量产车。目前，上汽和清陶联合开发的第一代固态电池已完成装车试验，在实现“系统级零热失控”的同时，单体能量密度达到每千克368瓦时，相比磷酸铁锂电池，能量密度提升100%以上，测试车辆最大续航里程达到1083公里，充电10分钟，续航里程增加400公里。
行业公认的下一代技术，近年来受到汽车行业高度关注。区分固态电池与液态电池的关键指标是电池内液体质量占比。根据目前的行业观点，液体质量占比在5%-15%的电池为半固态电池，5%以下为（准）固态电池；若电池内完全不含液体，则为全固态电池。
据悉，到2024年，首款搭载800V超级快充半固态电池的智己汽车新车型将量产上市。另外此次还展示了上汽和清陶联合开发的第二代固态电池，液体质量占比已在5%以下，是名副其实的固态电池。这意味着，真正的固态电池在汽车领域规模化量产，离我们越来越近。
成本比液态锂电池更低
固态电池高安全性、高能量密度的特性，大家耳熟能详，但很多人对这项新技术的成本仍有顾虑：这项新技术成本是否会更加高昂？
事实上，固态电池相比目前的液态锂离子电池，在成本上也具有巨大优势。
据清陶能源披露，上汽与清陶共同开发的新一代固态电池产品，在规模化应用后，电池成本将比同等规格磷酸铁锂或三元锂电池低10%-30%。
为什么固态电池的成本能比液态电池更低？“一方面是电芯原材料可以直接实现降本，另一方面是由于电池安全性提高，在包装材料、系统集成等方面，也可以带来间接降本。因此在规模化应用后，电池成本将低于同等规格的液态锂离子电池。”清陶能源联合创始人、总经理李峥解释道。
在电动汽车上，电池价格占整车成本的比重较大，固态电池实现成本下降，不仅意味着整车价格下降，也意味着固态电池将更快搭载于10万～20万元大众汽车市场，助力我国新能源汽车市场结构加速从“哑铃型”向“纺锤型”转变。
这种趋势在上汽的固态电池汽车产品规划中也有体现。据悉，到2025年，除了在智己、飞凡等高端车型上搭载，上汽与清陶联合开发的新一代固态电池产品还将搭载在荣威、MG等自主品牌车型上，实现固态电池“十万辆级”规模。
合资公司呼之欲出
在上汽集团与清陶能源成立的固态电池联合实验室，新材料的试验与新电池的研发正在紧锣密鼓地进行着。“我们的联合实验室不只研究系统集成，还会往上深入到材料端，从设计时就考虑到材料、设备与工艺创新。”李峥表示。据了解，由于在产品的设计研发阶段就考虑到了生产制造，从这座联合实验室“走出去”的产品都能迅速实现规模化量产。
这座联合实验室成立于2022年。在联合实验室内，上汽与清陶携手合作，共同推动车用固态电池材料、电芯与系统的联合开发。
如今，上汽与清陶基于联合实验室进一步深化合作的合资公司也已呼之欲出。此次“技术之旅”活动中，双方合作有了新进展：双方的合资公司将于今年下半年成立，由李峥担任上汽清陶合资公司总经理，来自上汽捷能的王林担任副总经理。
根据此前发布的消息，上汽已于2020年、2022年先后参与清陶能源E+轮、F++轮融资，是清陶能源第一大产业投资者。今年5月31日，上汽和清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议，进一步深化双方长期、共赢的战略合作伙伴关系。
合资公司，即为双方深化战略合作的产物。“清陶在材料研发、电芯制造上有优势，上汽在电池的软硬件开发与整车系统集成领域有优势，双方要整合资源优势互补，以好技术为市场带来好产品。”王林表示。
面向市场不断迭代产品
放眼全球，丰田无疑是固态电池领域的龙头，不仅研发起步较早，拥有固态电池的技术专利数量也最多。日前，丰田宣布在固态电池技术上取得了重大突破，能够将电池的重量、体积和成本减半，并能制造出“充电10分钟，续航里程1200公里”的固态电池。据报道，丰田已经简化了制造固态电池所用材料的生产过程，并提高了电池的耐久性，将在2027年前推出搭载新固态电池的电动汽车。
从这些信息来看，丰田与清陶在固态电池的技术路线上存在共通性。根据清陶的技术路线规划，清陶的全固态电池将于2027年实现SOP，电池能量密度超过500Wh/kg，成本较目前同等规格的磷酸铁锂或三元锂电池，有望下降40%。
但是，要实现全固态电池量产，依然需要更多的创新与技术突破。据悉，在全固态电池产线上，70%的产线设备与传统的液态电池产线不同。因此，除了处于核心地位的材料创新，设备创新与工艺创新也必不可少。
因此，目前清陶能源正在围绕材料创新、工艺迭代、结构设计三大领域不断加速创新步伐，“三位一体”构建高效研发体系，推动电芯性能提升，让超过500Wh/kg能量密度的全固态电池能够更快“飞入寻常百姓家”。
另外，随着清陶与上汽等整车企业进一步深化合作，固态电池的上车之路也越走越宽。
“我们联合开发的固态电池没有大幅修改电池包尺寸，但可以实现更长的续航里程，电池重量也减轻了几十千克，在效率方面更具优势。”李峥表示。
在清陶能源看来，固态电池并非一蹴而就。上汽与清陶将在不断实现技术突破的同时，加快应用的步伐，持续迭代并生产出符合市场需求的产品，助力固态电池向“十万辆级”规模甚至更高台阶迈进。
