現在影響用戶是否買一輛電動車的第一考量就是續航，補能時間也是影響續航體驗的重要一環。因為冬日續航能力縮短、假日堵車充電難的現狀，很多新能源汽車車主在吐槽“電動爹”的問題。

電動車主要由電池、電機、電控構成，目前電池占據最重要地位，電池成本占到一輛車的近40%，就像是電動汽車的“心臟”。電池的重要性不言而喻，它決定了一輛電動汽車的動力性能、續航時間、安全性（是否會自燃）。

純電車要完成適應城市通勤到城際通勤，就是目前努力的目標。2022年，一批理論里程達到1000公里的產品已經面世，“里程憂慮”有望緩解的關鍵就在電池性能的提升。要把電池做的更輕，價格更便宜，充電時間更短，安全性更高，耐寒耐熱性更好，選純電車的關鍵就在于選電池。

新造車行業在過去十來年發動了一場電池戰爭，因為技術路線不同，玩家們自動劃分為磷酸鐵鋰和三元鋰兩大陣營。在性能、安全、成本這三大因素的綜合作用下，磷酸鐵鋰和三元電池的市占率此消彼長。不論是產量、銷量還是裝車量，前幾年都是三元電池牢牢占據上風，但是到了2020年磷酸鐵鋰電池產量首次超過三元電池。

然而，不論是三元電池還是磷酸鐵鋰電池，目前都還存在弱項，都不一定是終極的電池解決方案。更多的技術方案在同步研發中，例如以固態電池為代表的更前沿的技術。

4680不是真正的突破？

特斯拉布局已久的4680電池終于要大規模量產交付了。據特斯拉官方消息，加州試點工廠在1月生產了100萬塊4680電池，這標志4680電池開始量產。4680電池的存儲容量將是2170電池的5倍，功率則高達6倍，預計可使車輛續駛里程增加16%，成本下降14%。

良品率一直是困擾4680電池量產的最大問題之一。去年7月，馬斯克還坦言4680電池遭遇量產瓶頸，即正極輥壓環節出現問題。2021年年底，松下聯合索尼對外宣稱，4680電池的良品率已經從之前的20%提升至80%。這或許也是松下宣稱今年實現試生產的底氣。

2020年9月，特斯拉在電池日上發布了4680電池，是一種三元鋰電池。4680電池全稱是4680規格無極耳圓柱電池，46指圓柱電池的直徑為46mm，80指電池的高度為80mm。4680電池的優勢就在于，相較于以往的2170、18650等電芯，體積上有了巨大的增加，在單體容量內能夠儲存更多的能量，與單純的在電池組內增加電池數量道理相同。

4680電池單體電芯容量為9000mAh，此前的2170則僅有5000mAh能量的提升自然更加明顯。以特斯拉暢銷Model 3舉例，目前M3 P使用的2170電芯，裝滿整個電池組需要4416枚，電池容量在78.3kWh左右。這4千多枚電芯密密麻麻的裝入電池組內，電芯體積小導致空隙更小，且每個電芯裝配需要的時間和材料也就更多。

相比之下，裝滿M3 P的電池組則僅需960枚4680電芯，換算一下總容量可以達到130kWh，提升75%。此外由于4680單體電芯體積更大，封裝材料數量減少，用于包裝電芯外殼成本減少，重量也會隨之降低。同時，電芯體積大帶來的另一個好處是，電芯之間空隙變大，更容易布置散熱裝置。

在電池控制系統的管理上，成本也會隨之降低。繼續以M3 P為例，4千多枚2170電芯需要封裝為“Bank”和“brick”，多枚電芯會封裝為一個“brick”，多個“brick”由一個“Bank”控制，每個“Bank”需要裝入自己的控制模塊，這些微型計算器都是成本。若采用4680電芯則更加簡單，由于電芯體積和容量大，電芯數量減少，只需要一個控制模塊即可統一管理，控制更加簡單高效。

另外值得注意的是，4680電池采用了無極耳設計，取消了傳統的極耳結構，將作為集流體的銅箔延展出來作為極耳，這也是為什么4680的無極耳設計，也可以稱之為全極耳的原因。

無極耳帶來的好處也顯而易見，此前需要單獨焊接極耳，用于電能流經。如今取消極耳設計，將電芯整個側面當做極耳，電能傳送更加順暢、傳送路徑縮短、減少內阻、降低極耳處的電流密度和發熱量，（全極耳）也就能夠承受更大的電流。也正是因為極耳尺寸更大，散熱更加均勻，間接提升了4680電芯的充放電性能。

SNEResearch數據顯示，2021年全球動力電池裝機量為296.8GWh，比上年增長102.18%。預測隨著特斯拉全球銷量增長以及4680電池在三元電池車型中滲透率提升，2025年特斯拉搭載4680電池的車型銷量將超160萬輛，在特斯拉總銷量中滲透率近50%，裝機量預計達123GWh，全球裝機規模將達到264GWh，在動力電池中的滲透率22%。

除了松下，韓國的LG能源、三星SDI，國內的比克電池、億緯鋰能、蜂巢能源等，也先后跟進了4680電池的研發。當“寧王”在動力電池領域一家獨大，無法撼動其地位的玩家將目光紛紛聚集在了尚無定論的4680圓柱電池上。

4680電芯可以算作是當前電池技術遭遇瓶頸時，吹來的一縷清風，為焦慮的各大車商提供的新的思路，再次提升了純電動車輛的綜合性能。總的來說，4680電池是一個很好的封裝，不是化學層面的突破，并不能算得上質變，但卻提升了自己在產業中的競爭力，也讓逐漸恢復平靜的新能源車戰場再次緊張了起來。同時，作為純電動汽車的核心部件，車企在電池領域的研發競爭也會更加激烈。

固態電池是什么？

要想實現電動汽車售價與燃油汽車相當，每千瓦時電池生產成本要降至100美元。決定電動車對燃油車市場的蠶食速度的，是電池技術能否實現真正變革。

如今電動汽車上所使用的大多是三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池，其中三元鋰電池能量密度相對較高，且有更好的性能。不過，三元鋰電池也遇到了性能瓶頸，即便是特斯拉這樣的頭部電動車企，其車上所搭載的三元鋰電池也僅有260Wh/kg的能量密度。就算行業中能超過300Wh/kg的能量密度，這也就已經接近天花板了，三元鋰電池想大幅度提升能量密度，很難很難了。

眼看著三元鋰電池不給力了，電池研發人員和各大企業也開始另辟他境。于是，固態電池就成了行業內探討最熱的話題。

在固態離子學中，固態電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池，使用固體電解質替代了傳統鋰離子電池的電解液和隔膜。固態電池一般功率密度較低，能量密度較高。由于固態電池的功率重量比較高，未來的固態電池能量密度將比現在的三元鋰電池提升30%-50%左右。

固態電池具有發展的必然性。固態電池采用不可燃的固態電解質替換了可燃性的有機液態電解質，大幅提升了電池系統的安全性，同時能夠更好適配高能量正負極并減輕系統重量，實現能量密度同步提升。在各類新型電池體系中， 固態電池是距離產業化最近的下一代技術，這已成為產業與科學界的共識。

固態電池產業化階段尚處早期，但有望在未來超速發展。當前已實現小部分商業化的固態電池產品對比傳統鋰電暫未形成足夠的競爭優勢，而未來固態電池將走階段發展的路線，從特殊領域逐漸往動力電池過渡， 并且隨著國際巨頭的加速布局，固態電池將進入發展的快速軌道。

固態電池體系革命更小。鋰硫電池、鋰空氣等體系需更換整個電池結構框架，難題更多也更大，而固態電池主要在于電解液的革新，正極與負極可繼續沿用當前體系，實現難度相對小。

贛鋒鋰業的固態電池采用的隔膜為固態柔性隔膜，電解質為半固態。這里也比較清晰了，和此前蔚來發布的固液混合電解質電池，它們還都算不上是嚴格意義上的固態電池。但固態電池產品化仍需時日，而半固態方案不僅技術可行，而且具有銜接性，可以使用現有設備生產。半固態電池較之固態電池并不是過渡產品，而是對于目前三元鋰電池更成熟的迭代產品。

展望未來發展趨勢，技術上步步為營，應用上梯次滲透，固態電池階段發展之路已經明晰。結構上， 現階段電池體系包含部分液態電解質以取長補短。 而技術發展過程中將逐漸減少液體的使用，從半固態電池到準固態電池，最終邁向無液體的全固態電池。

固態電池還需解決哪些問題？

行業內共同認可的固態電池量產時間大約在2025年左右，目前仍然需要解決一些實際問題。在固態電池產品化之前，新能源汽車銷量將累計達到六千多萬輛，滲透率將提升至21.2%，這一巨大的市場對于技術換代的需求是很迫切的。

固態電池的電解質會分為聚合物類、氧化物類、硫化物類，它們有著不同的性能表現。這其中，消費類產品所使用的通常為聚合物電解質，而電動汽車要搭載的固態電池大多應為硫化物電解質。寧德時代、松下、三星這樣的企業，都是計劃生產硫化物固態電池用作電動汽車的動力電池。

對于硫化物電解質的固態電池的量產仍需時日。至少到現在，包括清陶、比亞迪、寧德時代，或是歐美的一些電池企業在內的各大企業，都沒有明確表示已經可以將電動汽車所使用的固態電池進行商業化生產。

固態電池盡管能量密度大、更安全，但是換做固態電解質以后，電池內部的離子活性會變差，也就是導電能力變差。固態離子擴散速度只有液態的十分之一，現在的固態電池能量密度反而比液態低約40%，且成本更高。其次，固態電池的固體界面接觸阻抗較大，發熱量也會增大，需要有合理的控制才行。

此外，固態電池目前存在循環不好的問題，要保證車主們頻繁的充放電使用場景，就要保證足夠的充放電次數。最后，電動汽車固態電池的生產和制造成本必須要降到合適范圍內，否則，只是做出幾十臺車使用的固態電池，完全沒有意義。

當然，如果這些問題都被解決了，那量產的車規級固態電池就會大放光彩。新能源電動汽車的爆發可謂是跨時代的一筆，而固態電池取代三元鋰電池也將是革命性的。從固態電池的發展階段來看，科研人員還在逐步完善固態電池的一些缺陷，并且也在等待其商業化量產的契機。

鋰電產業鏈是一個至少還有10年良好前景的行業，而新技術的開發與崛起也將不斷強化行業的估值與前景。在行業看好與多方布局之下，固態電池產業有望獲得超速發展，未來有望成為行業的新爆發點與關鍵性技術保障。

電池行業一直在尋找“全能冠軍”，這是推動技術進步的重要動力。新老巨頭、整車廠和電池供應商、外資和本土玩家，各股勢力、各派玩家，全部加入到這場競賽中。這是一場和時間的賽跑，所有人都想做時間的朋友，但現在顯然無法決出勝負。真正的大贏家，會是誰呢？