最近两年，固态电池一直被很多人当成新能源汽车的终极解决方案。 网上铺天盖地的宣传，都说固态电池装车之后，充电十分钟续航上千公里，彻底解决新能源车的安全焦虑。但到了近来，行业风向明显变了。 越来越多业内专家指出，固态电池的宣传存在大量夸大，全固态电池大规模民用短期根本实现不了。这就是大家口中所说的"固态电池神话破灭"。 全固态电池量产遇到三道硬门槛：固-固界面接触问题、锂枝晶依旧没有完全杜绝、生产成本和良率低。目前全固态电池的制造成本，是传统液态锂电池的3到6倍。 还有一个很容易混淆的概念，很多车企宣传的所谓固态电池，本质上是半固态电池，内部依旧保留少量电解液，并不是真正的全固态。事实上，在固态路线之外，液态电解质路线的新型电池技术同样在加速突围。 回看过去几年全球电池产业的技术博弈，就能理解这场变局的来龙去脉。自2010年以来，锂离子电池的价格下降了十多倍，推动了全球电动汽车产量的激增。 但大多数购车者都知道，电动汽车依然过于昂贵，平均价格比新款汽油车至少高出1.5万美元。交通运输业是全球最大的排放来源之一，而真正阻碍电气化进程的，正是电池技术本身的局限性。 在电动汽车行业内，锂离子电池是唯一一种实现规模化量产的电池类型。但有许多公司正在研发新型电池技术，希望能在未来十年左右在价格和效率上与锂离子电池竞争。 有一种共识是，要在成本降低和能量密度提升方面迈出下一个大台阶，锂离子电池并不是长期答案。Cuberg是一家于2015年从斯坦福大学剥离出来的硅谷初创公司，正致力于研发锂金属电池，其能量密度可能是标准锂离子电池的两倍。 虽然锂金属电池早在20世纪60年代末就已进入研究人员的视野，但直到近期才真正显示出商业应用的前景。电动汽车电池巨头Northvolt于2021年3月收购了该公司，并计划最终将锂金属电池用于汽车。 电池有三个基本组成部分：带负电的阳极、带正电的阴极，中间导电的电解质。在锂离子电池中，电解质由锂盐和有机溶剂组成，将带正电的锂离子从通常由石墨制成的阳极输送到通常由钴、镍和锰制成的阴极。 电池中锂含量越多，能量密度就越大。而在锂金属电池中，阳极由纯锂制成。纯锂是阳极技术的圣杯。 它存储锂的过程中几乎没有多余的重量或体积，只是一块纯金属电极。这让电池在储能能力上能够迈出下一步。 电池专家几十年前就知道，如果能够实现，锂金属将是一种更优的电池技术。但一直存在着持续性的挑战，比如阳极上形成枝晶。 给锂金属电池充电时，表面会形成针状结构。这些针状物可以穿透并使电池短路，而电池短路从来都不是好事。 因此大约在20世纪90年代初，人们一度放弃了对锂金属电池的研究。锂也是一种非常活跃的元素，这意味着如果它接触到水或氧气，可能会过热并起火。 Cuberg则认为，其专有的电解质技术已经解决了这些问题，开发了一种新的化学稳定电解质，可以在锂金属上形成一层极佳的保护层。 Cuberg与其他锂金属初创企业的不同之处在于，它和锂离子电池一样采用液态电解质，而QuantumScape和Solid Power等竞争对手则使用固态电解质，通常以陶瓷为基础。 固态电池已经吸引了大量兴趣和商业投资，因为它们同样有望防止反应性和枝晶形成。由大众汽车和比尔·盖茨支持的QuantumScape于2020年上市，而由福特和宝马支持的Solid Power也通过特殊目的收购公司实现上市。 但是尽管固态技术前景广阔，Cuberg的液态电解质使其电池与现有锂离子生产方法的兼容性要高得多。只需进行一些非常细微的工具调整和改造，就能利用超过95%的现有锂离子制造工艺来生产这种新电池技术。 这将使Cuberg比固态电池竞争对手更快地实现规模化和商业化。可以看到不同类型的技术都雄心勃勃地想要真正提高能量密度，因此现阶段只押注一种技术，是一个非常危险的做法。 Cuberg的首批客户来自航空业，因为短途电动飞机市场正在升温。目前已与波音公司以及Beta Technologies、Ampaire和VoltAero等航空初创公司建立了合作关系。 目前的锂离子电池在航空领域不够理想，仅仅是因为它们太重了，这意味着无法搭载更多乘客，也无法飞得更远。瞄准航空业，是因为该行业对高性能技术的价值主张更高，愿意为获得最佳性能支付溢价。 有预测表示，要让其技术规模化到能与锂离子电池在成本上竞争，还需要一定时间，预测这将在2027年或2028年左右发生。通过提高能量密度，整个车辆设计变得更简单，每千瓦时的生产步骤更少，材料投入、人工投入和能源投入都更少。 所有这些最终都能全面节省成本。当前电动汽车的锂离子电池组成本约为每千瓦时108美元。 要达到与普通汽油车的成本平价，电池组的成本需要降低，目标大约是每千瓦时80美元。Cuberg表示，一旦实现规模化生产，其电池组将比锂离子电池便宜10%至20%。