「用商業角度 破解世界變化」

這是「商業偵探佳」的第 100篇視頻

特斯拉，雖然霸占全球市值第一寶座的車企，但特斯拉和它的CEO馬斯克也面臨著最大威脅！

是中國電車大規模崛起？還是德國老牌車企轉戰電車賽道？

都不是，而是一項如果真正突破，可能會加持任何一家車企，撼動特斯拉的地位，更會顛覆不光是汽車，甚至整個電子行業的技術！今天的商業偵探佳是和Origin研究所共創的「可持續生意指南系列」的第二篇文章，來和大家剖析一下儲能產業的大風口——固態電池。

固態電池解決一切問題？究竟好在哪兒？

說起電池，大家可以先想想它的全部“槽點”，我總結了五宗罪：

1.電永遠不夠用，續航永遠焦慮！2.越用越熱！手機變暖手寶3.續航越來越短，跑充電站越來越勤！4.充電一整天，待機2小時。5.爆炸隱患，天天和死神擦身而過？

但是如果我來告訴你，所有電池的這些“槽點”基本都可以被固態電池來解決，你會不會“驚掉下巴”，再直呼一聲“好家伙”？

我們先來簡單解釋一下固態電池的原理。它和我們現在普遍在手機，電車里使用的鋰電池非常類似，主要就是兩個電極通過交替氧化和還原來實現放電和儲電，這個過程中，少不了的就是電流在兩級之間的電解質中游來游去。

現在鋰電池里的電解質是液態的，而固態電池顧名思義，它的電解質是固態的，就好比電流搭乘的是不同的交通工具，你可以想象鋰電池里的電流坐的是船，固態電池里的電流坐的是高鐵，這量級自然大不同！

另外這個構造區別會讓固態電池和鋰電池相比，有兩個核心飛躍，第一個，相信也是很多和我一樣最關心的，就是提高安全性。剛才我們也說到鋰電池的電解質是液體的，非常易燃，燃爆點在18到145攝氏度，也就是說在室溫下就很容易發生爆炸，更別說經常還出現有過熱問題，所以鋰電池設計都要在結構上去隔離陰陽兩級，嚴控氣化泄漏等，但還是不能杜絕這類意外的發生，所以我們經常看到各種電車自燃爆炸甚至手機自燃爆炸的消息。相比起來，固態電解質不但不易燃，而且還有抗熱性。

第二個飛躍就是固態電池更強更快，這指的是啥？具體來說就是能量密度和功率密度的大幅提高。

也就是同樣重量的電池，能夠儲備的電量，以及釋放與倒入能量效率更高，你可以把電能想象成水，把電池想象成瓶子，同樣重量的瓶子，裝的水越多，就是能量密度越大，倒水的速度越快，就意味著功率密度越高！

為什么這兩個指標非常重要？

先說能量密度，只有提高這個指標，才能有效增加電池儲備的電能，解決大家抱怨的續航短的問題。目前，電車鋰電池的能量密度平均在200-300Wh/kg（瓦時每千克），而固態電池可以把這個數字提高2-3倍，Nasa去年宣布，他們設計的固態電池的能量密度能達到500Wh/kg（瓦時每千克）。

再說能量效率，這個數字之所以重要，因為直接決定你的充電時間啊，有數據顯示，固體電池的能量效率是鋰電池的2-2.5倍，你家電車十幾分鐘快充到滿的夢想指日可待，除此之外，因為功率更大，固態電池應用場景可以從電車延展到飛機火箭。而除了這兩大性能提高，固態電池的好處還包括壽命長，形狀多變，阻熱等等，就不一一贅述了。

固態電池的面世

為何這么“磨蹭”?

說了那么多好處，但為什么我們還沒用上固態電池？或者還沒有那么大規模普及呢？

其實在1834年，第一個電池沒發明多久，英國著名物理學家法拉第就發現了一代固態電解質，證明了其實現可能性，但這些固態電解質的實際性能很差，在之后漫長的將近200年時間中，大家在一點點地摸索更穩定傳導性能更好并且更便宜的，適合大規模量產的固態電池技術。真正實現普及，更具體的就是找到好的電極和電解質物質，和制造方法，目前其實我們已經有在用固態電池，不過主要還是智能手表、傳感器等小型電子產品上，只是使用上小容量的薄膜型固態電池。

要說這個研發的速度一直很慢，似乎大家也不是很著急，因為很長一段時間，大家對電池性能沒有那么強的訴求，直到2010年前后，電車跟著特斯拉的起飛開始火起來，突然大家都開始關注固態電池的研發，因為電池的性能和高價成了電車發展的一個重要瓶頸。

而在電池技術的升級上，現在主要形成兩大路線，一個就是以特斯拉為首的鋰電池派。

他們下注在已經比較成熟的鋰電池賽道，認為鋰電池還能繼續升級，2021年，特斯拉剛花了3美元，對，一本奶茶的錢，從加拿大創新企業的手里買了一批專利，升級了他們的電池到最新的4680型，整個能量密度提高到了375 Wh/kg（瓦時每千克），這個的好處是鋰電池技術已經很成熟，基礎設施也不需要重建，但是劣勢在于鋰電池有它的性能上限。

另一派就是力捧固態電池。

這一派的優勢是如果一旦技術突破，就可能會對鋰電池來個降維打擊，但是劣勢也很明顯，就是技術開發周期有不確定性，而且相關生產線等一切都要新建，成本更高。

扎堆死磕的他們是誰？

下面我們再來看看都有誰在扎堆死磕固態電池，在日本車企中，以豐田為首，聯合松下一起押注固態電池，到2021年為止，已經投入了136億美元，拿到上千個專利。

而美國和歐洲車企們，都把希望放在一批創新企業，代表是斯坦福大學2010孵化出的，并在2020年紐交所上市的QuantumScape！

QuantumScape已經獲得了像大眾汽車這樣的老牌德國車企，以及Bill Gates等投資者數億美元投資。通用，福特，BM也都有投資相關的創新企業。另外就是以Nasa為首的航天機構，為了未來遠程航空做準備。除此之外法國運輸公司Bolloré，英國的Dyson等公司也在研發固態電池，想要抓住這波風口。在中國，寧德時代就是當中絕對的佼佼者。

目前，固態電池研發上最難攻克的問題是會引起界面表面電阻的電雙層效應，你就想多了個給電流拖后腿的力，那性能肯定好不到哪里去。而今年2月份，日本東京理科大學宣布發現了測量電雙層效應的新方法，有望在這個難題上突破。另外一個難點就是現在很多固態電池對生產有真空要求，那就意味這成本會很高，而今年8年日本工業大學宣布有重大技術突破，可以實現常溫空氣下低成本生產。

除此之外，雖然從QuatumSpace到NASA都是不斷有重磅好消息出爐，但我們還是沒能等到固態電池真正量產，豐田今年6月宣布倒是重磅宣布，已經實現固態電池，成本減半，續航能力能達到1000公里。

不過這還要等到2026年，總讓人覺得還是有點遙遠。

而固態電池背后的巨大利益也是它成為眾神之戰衷心的原因，有數據顯示整個固態電池的市場預計會從2022年在2028年保持32.5%的復合年均增長率增長，會達到3.18億美元。

但要知道2023的鋰電池規模已經達到568億美元，固態電池如果起飛想象空間會比這個還大，同時還會改變很多產業的進展速度。

另辟蹊徑的黑馬：“鈉離子電池”

而包含巨大利益的這場電池技術競賽中，也有像寧德時代、美國能源部西北太平洋國家實驗室這樣另辟蹊徑的，他們都投入鈉離子電池的開發，和鋰電池原理結構類似，但不用鋰等稀有金屬，要知道鈉在自然界可是大量存在，成本低廉容易量產。

寧德時代在2021年就號稱已經做出了能量密度在160WH/KG（瓦時每千克）的鈉離子電池，并計劃推出配合鋰電的混合型電池。它牛在哪？現在鋰電池平均每一kWH千瓦?時的成本是150美元，這款電池號稱能把這個數字降到77美元，未來甚至有希望降低到40美元。

今年4月，寧德時代宣布他們的鈉離子電池將首發奇瑞的電車。

當然不做固態電池的廠商也在打鈉的主意。要說寧德時代也是真的讓人驚喜不斷，今年還宣布開發出航空適合使用的能量密度能達到500WH/kg（瓦時每千克）的半固態、凝聚態電池，可能是過渡固態電池的一種好的量產產品。NASA之前宣布開發的固態電池也能達到類似的能量密度，不過有可能會趕不上寧德時代推上量產的速度。

誰能成為電池產業的下一王者呢？固態電池有可能嗎？歡迎大家在留言區討論?

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