所谓的“固态电池革命”，是炒作还是来真的？

编者按：最近一段时间固态电池似乎取得不少突破，许多人预测，再过几年固态电池就会装进汽车，真是这样吗？本文编译自 medium 原题为 In a Surprising Binge of Transparency, Battery Companies Tell Us What They Really Have 的文章。

汽车电池已经有140年的历史，在这段漫长的岁月里，研究人员总是喜欢“保密”。因为政府或者私人投资者的要求，研究人员有时会透露一些内情，但在默认规则下，他们所说的往往只有一半是事实，有时连一半都不到。为什么？因为从物理角度看，电池很难研究，想获得胜利十分不容易，一般来说你没有什么好讲的，如果你真有东西要讲，也会很严谨很小心。

最近一段时间，电池领域的一些重要人物跑出来大声疾呼，他们希望电池行业能够更透明一些。不是要求行业全面开放，而是希望大家多分享数据，为电池研究人员提供方便。

新闻报道说，许多公司看起来已经突破之前制造超级电池的主要障碍。如果他们可以解决剩下的问题，比如化学和制造问题，电动汽车的成本将会大幅下降，降到和汽油汽车一样，这是一个里程碑，如果能做到，电动汽车的价格就可以和汽油汽车处在同一水平。所有公司都说，他们的目标是在大约2025年将自己开发的固态电池应用于商业电动汽车。

在固态电池领域，Solid 和QuantumScape已经成为先驱。QuantumScape接下来的目标是实现电池多层化，而Solid正在生产330Wh/kg、20Ah、多层全固态电池。QuantumScape固态电池的能量密度达到350Wh/kg，比Solid更高，而且在-30摄氏度下性能良好；Solid固态电池在-10摄氏度下表现不错，但在更低的温度性能如何却不知道。再看充电速度，Solid电池在室温下充电15分钟能恢复50%电量，QuantumScape充电15分钟恢复80%。对于两家公司来说，如何大规模生产显得更重要。

公布数据相当重要，它涉及到两项最重要的技术：一是硅阳极，二是纯粹的金属锂阳极。到目前为止，在这两大领域还有很多障碍要跨越。如果能够让其中一项技术流行起来，电池的能量密度将会大幅提升，如此一来电池成本将会下降，电动汽车的续航里程将会大大延长。问题在于：顶级公司是否已经为开放设定一套标准，在未来的日子里让自己及其它电池公司遵守？

单从信息量的角度看，特斯拉算是比较开放的。在去年9月的Battery Day发布会上，特斯拉介绍了电池研究进展，比如它正在开发硅阳极，如果成功，电池成本将会下降一半。11月份，通用宣称它所开发的原型金属锂阳极已经可以实现充放电循环500次。不久前，QuantumScape又站出来说，它所开发的金属锂固态电池在室温状态下可以循环800次。

最透明的公司应该是Solid Power，它于12月10日召开发布会，公布一些数据，当中包括一些不好的数据，这种坦诚让人感动。它所开发的产品是固态金属锂阳极。

Solid取得哪些成就呢？它可以用传统锂电池生产设备生产出22层20Ah固态电池。按照Solid的说法，电池的能量密度达到330Wh/kg，比商用锂电池高。QuantumScape也曾说它已经开发出单层固态电池，现在它的目标是要让电池增至100层，而且可以实现商业生产。

Solid CEO Doug Campbell在接受采访时表示，公司的目标是要生产出100Ah电池，在明年年底之前交给汽车客户，到了2027年希望能将电池装进电动汽车。Doug Campbell还说他会把电池交给独立第三方实验室评估，拿到结果之后1个月或者2个月公布。QuantumScape目前没有这样的雄心壮志。

有一点很有趣。从Doug Campbell公布的幻灯片显示，在室温状态下（29摄氏度），2Ah电池放电一小时电量下降到10%左右。如果是22层20Ah电池，在高温状态下，数字会更漂亮。对于大型汽车制造商而言，室温是一条“红线”，没有谁愿意给电池增加热保护装置，这样一来成本会增加，也会更复杂。

在社交媒体上，许多专家对Doug Campbell公布的信息感到吃惊。一些专家认为，Doug Campbell居然公布这样的数据，真让人意外，这种做法似乎有悖传统。当其它电池公司发布新闻稿时，一般不会谈论缺陷。

在未来的日子里，Solid会努力提高室温状态下电池的性能。阿贡国家实验室能量储存科学合作中心高管Venkat Srinivasan指出，如果Solid做不到，它的固态电池就无法争夺更多市场。他说：“如果Solid固态电池在室温下表现不好，就只能用在细小的市场，也就是用在温度更高一些的市场。”

瑞典汽车制造商Scania Group的电池专家Matt Lacey认为：“Solid Power遇到了挑战，虽然它能生产尺寸合适的电芯，但它必须先拿出证据，证明自己的固态电池可以满足实际需求，否则电池制造商很难全力支持他们。像电池循环寿命、安全性虽然重要，但还有周旋的空间，相对来说高功率、低温下的性能更加重要。”

Doug Campbell则在邮件中回应称：

“现在大电池仍然无法达到汽车行业的要求。我们展示的数据证明可以大规模生产真正的固态电池，这点让人兴奋，我们用100%可扩展的方法生产实验室电池，这些电池完全满足汽车行业的要求，或者几乎能满足要求。我们已经将许多新技术转向生产线，这是2020年取得的成就。无论是电池能量等级、放电率、循环寿命，实验室电池和生产线电池都一样。当然，循环寿命还要测量，但就眼下来说我们正在朝正确的方向前进。”

“我们最新的电池设计已经证明，它可以完全满足汽车行业的要求，或者接近完全满足，当中包括充电速度、低温性能。我们已经找到一条清晰的道路，我们的目标是生产全固态、多层、可以供电动汽车使用的固态电池，完全满足汽车制造商的要求，不是在未来几年达到目标，而是在2021年达到目标。”

固态电池没有液体，不容易起火，而且固态电池相比传统电池更薄，能量密度更高，存储的电量更多。不过Nano One公司的CEO Dan Blondal指出，在两极之间用液体连接更为容易，固态电池要用固体连接，如何大规模生产，将它变成商用产品，这才是当前的一大挑战。

Dan Blondal指出：“Solid公司的人似乎已经证明他们可以做到。他们采用一种非常实用的策略，可以用现有方法大规模生产固态电池。”他还说现在有许多公司都在寻找办法大规模生产固态电池，对于整个电池行业来说，大规模生产就是“圣杯”。

QuantumScape公司也是电池行业的明星，它的估值一度冲到500亿美元，但自从12月22日至今股价已经下跌60%，因为投资者担心它的固态电池可能没有预期那么好，现在QuantumScape的估值约为200亿美元。QuantumScape没有任何营收，它只是刚刚测试过单层原型固态电池。

伦敦帝国学院（Imperial College London）电池专家Billy Wu说：“我不怎么相信QuantumScape，在过去的日子里，很多固态电池来了又走了，真的很难成功。在实验室造出固态电池，大规模生产，二者相隔几百万公里。”

诺贝尔化学奖获得者Stanley Whittingham指出：“QuantumScape给出的数据很好，我觉得这是真正的突破。现在我们只需要制造更大的电池，装进汽车，那就行了。”

牛津教授Peter Bruce认为，企业需要在真实环境下证明固态电池的能量密度和寿命，不能只是在实验室证明。他说：“固态电池的确进步很大，但还有很多问题要解决。只有当固态电池比锂电池明显强很多时，汽车企业才会接受它。”

也许固态电池将会改变我们的时代，也许现在的兴奋只是一种错觉，谁知道呢？

译者：小兵手

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