大家好,我是春春。
截至去年,我国的新能源汽车占全国汽车总量的百分之十二,这个数字并非停止,而且还在以十分惊人的速度增长。
很多人对新能源处于观望状态,是觉得新能源汽车容易自燃、续航短掉电快,且换电池贵。
当下新能源汽车用的电池包括磷酸铁锂电池、三元锂电池,都属于液态电池,它们的优点很明显,就是成本低、技术成熟、寿命相对较长,但缺点也致命:一旦发生碰撞、短路、过充或高温,容易失控,进而起火爆炸。
在针刺、挤压、高温烘烤等测试中,当下传统锂电池极易起火,成为悬在行业头顶的利剑。
于是乎,固态电池被视为解决电车电池问题的终极电池,能解决当下电池容易自燃和续航短、充电慢的缺点,为此资本押注近千亿,可固态电池技术依旧未能落地。
当大家都在翘首以盼固态电池能改变这一切的时候,中科院研究所在钠离子电池上取得了突破,直接打破了所有人的传统认知,
这一突破让许多人都产生怀疑:固态电池真的是终极版本吗?我们还需要苦等固态电池吗?
过去十年里,全球对于固态电池的研发一直在推进却迟迟未能落地,主要面临着三重挑战。
首当就是生产成本。固态电池的核心原料是硫化物固态电解质,它的成本极高,核心原料硫化锂价格远超液态电解液,材料的纯度要求高造价贵,而且这些材料在国内产能不足且合格率也不高,原材料被海外企业垄断成本高、不可控。
再就是技术瓶颈。固态电池的电解质与电极为硬性接触,接触不充分、界面阻抗大,充放电过程中电极反复膨胀收缩,容易出现界面开裂、分层脱落,还会诱发锂枝晶生长,带来短路与安全隐患,严重缩短电池循环寿命。
最后就是当前的固态电池材料各有短板。常用的硫化物导电性好但是怕水和氧气,使用氧化物更安全稳定但它的质地脆、加工难度大,最后就是聚合物,加工难度低但室温导电性能不足,三者各有优缺点,但使用什么材料都无法兼顾高导电性、稳定性与易加工性的特点。
尽管固态电池技术推进困难重重,但固态电池依旧是许多人心中的理想新能源电池。
可2026 年 4 月,中科院成功研发出一种可聚合不燃电解质(PNE),颠覆了业内许多人的认知,该电解质完美的解决了新能源起火的安全问题,给传统新能源走出了一条全新路径。
有人会问,什么是PNE电解质?
我们当下的磷酸锂电池和三元锂电池主要包括正负极、电解液和隔膜,电解液的作用是让正负极的锂离子能够快速来回游动,实现充电、放电,就像电池里的血液。
但电解液易燃易挥发,一旦发生碰撞,爆炸、自燃的风险就会加大,所以为了隔绝正负极直接接触,当下的新能源电池里面都有一块薄膜。
这层薄膜只允许锂离子通过,电子无法通过,电池过热的时候,隔膜还会实现收缩通道,把电池强制断电,从而实现被动阻燃。
但这样的组合始终存在风险,现在使用的电解液本身就易燃,一旦隔膜失效,自爆、爆炸的效果成倍增加。
了解了当下电池的结构,现在回过头来解释PNE就直观的多了。
PNE并非是新的电池类型,而是一种电解质,就是电解液里的其中一个材料。
过去的电解液大多使用锂盐、碳酸脂有机溶剂,易挥发助燃,而PNE主要溶剂使用磷酸三乙酯,本身就是不燃的材质,再添加可聚合单体,它虽属于液体状态,但是当温度过高的时候,会固化实现阻燃。
PNE就像是在原本的钠离子电池上安装一套自动灭火的机关,实现主动防火。
传统电解液碰撞容易泄露,而PNE电解质固化后不会泄露,消除了电解质泄露引燃风险。
传统的电解液在低温的情况下会变稠,锂离子跑不动,放电效果大打折扣,所以越冷的地方电池达成率会成倍缩减,造成续航焦虑。
而PNE电解质形态受温度影响较小,在零下40度到零上60度的氛围内都能够稳定工作,极大的解决了因温度导致续航打折的问题。
除了能解决自燃问题以外,使用PNE电解质的钠离子电池在成本的控制上也非常优秀。
我们都知道,电池成本对于新能源汽车的定价十分关键,电池越贵,电车也越贵,主要是因为传统电池的所使用的锂、钴、镍等稀缺金属价格昂贵,而且中国的锂资源不足依赖进口。
而PNE钠离子电池最核心的优势,就是原材料以纳为主,而钠元素在地壳中储量是锂的 400 多倍,中国储量丰富、价格低廉,完全自主可控。
不仅如此,PNE钠离子电池的生产方式、技术上和传统的锂电池大差不差,可以直接使用现有锂电池生产线,企业只需少量改造即可投产,进一步缩小成本。
现在的条件下,PNE钠离子电池完全可以落地,成本优势可以直接使整车成本降低2-3万。
当下的新能源汽车都在卷续航,这个问题其实很好解决,就是增加电池。
但是增加电池意味着汽车的重量会不断增加,因为主流的磷酸铁锂电池的能量密度大多在140Wh/kg,密度越低,存电量越小。
但是车子重了,电耗也会增加,人们的驾驶体验也会大幅度下降,而PNE 钠离子电池单体能量密度能达到160-211Wh/kg,存电量更多了,电池的重量也减低了。
固态电池的能量密度能达到 300-500Wh/kg,但量产遥遥无期,PNE 钠离子电池性能足够、落地更快、价格更低,性价比优势碾压。
不仅如此,PNE钠离子电池的循环寿命也在增加,完全可覆盖整车的使用周期,做到一次电池都不用换,解决换电贵的问题。
对比了PNE钠离子电池和传统电池和固态电池的优缺点,并非否定固态电池的价值,
固态电池难以落地,但它的优点非常直观,PNE钠离子电池的突破只是给了车企更多选择。
PNE钠离子电池并不是固态电池的替代品,两者之间都有着不同的使用场景,可以形成技术互补,这意味着我们在深耕钠离子电池的同时,也要同步推进固态电池的研发
2026 年后,钠离子电池会逐渐商业化落地,将和锂电池会形成双轮驱动的生态形势,而固态电池仍将继续研发,但它是否还是电池的终极形态这个问题值得大家商榷。