長續(xù)航和低成本如何兼顧 1000公里續(xù)航動力電池背后的迷霧與真相

新年伊始，新能源汽車行業(yè)紛紛拋出同一手“王炸”——1000公里續(xù)航的純電汽車。

這幾天，蔚來汽車、上汽智己、廣汽埃安先后宣布將在未來的一、兩年內(nèi)推出可量產(chǎn)的1000公里續(xù)航的新車型。這種集體放衛(wèi)星一樣的“期貨式”發(fā)布會，甚至讓資本市場都一時難以消化，這些廠商連同相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的股票紛紛漲停，而鋰電池板塊中“被淘汰”的技術(shù)股票則紛紛跌停，引發(fā)整個行業(yè)的熱議和質(zhì)疑。

先來看“1000公里續(xù)航”是個什么概念。

開車的老司機(jī)都知道，現(xiàn)在主流燃油乘用車的續(xù)航一般在500-600公里左右，加上續(xù)航里程穩(wěn)定（而電動車有快速掉電的風(fēng)險）和加油方便快捷的兩大優(yōu)勢，這幾個因素成為燃油車抵抗電動車入侵的最大護(hù)城河。

而現(xiàn)在1000公里續(xù)航的新能源汽車的推出，再搭配上可以媲美加油時長一樣的快充體驗，這就讓燃油車的最后一點優(yōu)勢蕩然無存。其背后的超長續(xù)航的動力電池，相當(dāng)于顛覆整個傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的一項里程碑技術(shù)。

用一句耳熟能詳?shù)脑捑褪牵何覀冊僖淮我娮C了歷史。

對此，我采訪了下身邊的小伙伴，很多人都對這些超長續(xù)航的新能源汽車發(fā)生了濃厚的興趣。手頭闊綽的朋友會比較關(guān)心：超長續(xù)航到底靠不靠譜？新車價格貴不貴？充電快不快？安全不安全？也有看熱鬧不嫌事大的朋友在關(guān)心：這些廠商能不能如期兌現(xiàn)量產(chǎn)的承諾？超強(qiáng)續(xù)航電池會不會威脅到現(xiàn)有的動力電池體系？

這些問題恰恰像是籠罩在這幾場“期貨式發(fā)布會”后面的層層迷霧。而我們要做的就是去解開這些迷霧背后，超長續(xù)航動力電池的技術(shù)真相。

長續(xù)航和低成本，真的難以兼得

眾所周知，決定一輛新能源汽車是否具有競爭力的因素有三個：成本、能量密度和安全性。

成本，特別是動力電池的成本，占到了整車成本的30%-40%，也就決定了整車的整體價位；能量密度，同時還包括電池重量和體積因素，決定了整車的續(xù)航能力；動力電池的安全性則幾乎是一輛新能源汽車的生命線，沒有人愿意坐在一塊極易燃燒的大電池上面飛馳。

因此，成本越低、能量密度越高、充電速度快、安全性越高，自然就是一款動力電池的最優(yōu)技術(shù)路線，但是往往這幾者之間難以同時兼得，甚至是互相矛盾。

最近，正如中科院院士歐陽明高在中國電動車百人會論壇（2021）上講到：“如果有人告訴你，這個車能跑1000公里，幾分鐘能充滿電，還很安全，成本又很低。以目前的技術(shù)來講，他一定是騙子。”

歐陽院士的話說得很嚴(yán)謹(jǐn)。因此嚴(yán)格來論，這幾家推出1000公里續(xù)航的新能源車企，都還得不到“騙子”的稱號，畢竟他們還沒有宣稱一款電池可以同時達(dá)成所有的性能，而幾乎所有的長續(xù)航電池現(xiàn)在成本都非常高。

我們不妨先從近十年來動力電池的幾次技術(shù)演進(jìn)，看下這幾項性能之間的相互制約關(guān)系。

在新能源汽車興起時的六七年前，由于乘用電動車消費量極小，大多是公共交通、出租車等商用車使用場景，這時候的動力電池普遍采用能量密度低但安全性好、成本也低的磷酸鐵鋰電池的技術(shù)路線。

隨著2017、2018年，新能源汽車開始進(jìn)入大眾乘用車市場，消費者普遍更加關(guān)注續(xù)航里程的問題，因此，能量密度高，成本效益比更好的三元鋰電池成為當(dāng)前市場的主流，但三元鋰電池層出不窮的燃燒爆炸事件也讓很多人記憶猶新，而且只要接連幾起的電池燃燒爆炸幾乎就能毀掉一個新能源汽車品牌。

而到了2020年，經(jīng)過技術(shù)升級的磷酸鐵鋰電池，從結(jié)構(gòu)上使得能量密度得到提升，而同時又在安全性和成本上占有優(yōu)勢，又顯示出份額上升的強(qiáng)勁勢頭，從而和三元鋰電池技術(shù)路線開始了新一輪的捉對廝殺。

但現(xiàn)在雙方戰(zhàn)局剛一拉開，一個野蠻人又闖了進(jìn)來。以蔚來汽車推出的“固態(tài)電池”為代表的新一代動力電池技術(shù)一下子搶過了所有的風(fēng)頭，讓原有技術(shù)路線一下子有了被“顛覆”的感覺。

但事實上，新一代超長續(xù)航動力電池想要走向量產(chǎn)商用落地，仍然還有很多的關(guān)要闖。而最根本也是最難以解決的問題，就是長續(xù)航和低成本之間的矛盾，而這也是超長續(xù)航的動力電池能否如期落地最大制約因素。

成本難控，長續(xù)航電池的最大制約因素

具體問題具體分析。我們先以蔚來汽車推出的“固態(tài)電池”的技術(shù)路線為例來回答這一問題。

從理論上來說，與當(dāng)前的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池這兩類液態(tài)鋰電子電池相比，固態(tài)電池具有能量密度高、安全性好、充電速度快的特點，幾乎滿足一塊“優(yōu)秀”動力電池的絕大多數(shù)特征了。

固態(tài)電池，顧名思義，就是用固態(tài)電解質(zhì)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。在關(guān)鍵特性上，可以容納更高的能量密度，更長時間的循環(huán)使用壽命；在安全性上，固態(tài)電池具有不易燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)等特性，起火燃燒風(fēng)險大幅降低；在體積上，固體形態(tài)能夠大幅縮小電池體積，在同等電容量的前提下，可以減少汽車空間和重量，從而更好地提高整車的續(xù)航能力。

現(xiàn)在，液態(tài)鋰電池在能量密度的最高理論值也就能達(dá)到350wh/kg，而現(xiàn)在液態(tài)鋰電池的單體能量密度也只能達(dá)到280wh/kg，目前最高只能到300wh/kg，最高續(xù)航也只能達(dá)到600-700公里，而想要提高進(jìn)一步續(xù)航，就會打破續(xù)航和電池重量、車輛安全性的平衡點了。

對比來看，蔚來汽車發(fā)布的這款新能源車的單體能量密度達(dá)360Wh/kg，電池能量達(dá)到150kWh，最高續(xù)航能達(dá)到1000公里的固態(tài)電池，確實可以“驚艷”整個業(yè)界。

不過，打臉來得不要太快。蔚來的1000公里“固態(tài)電池”推出之后，很多行業(yè)人士紛紛表示質(zhì)疑，認(rèn)為現(xiàn)有的固態(tài)電池技術(shù)路線并不成熟，蔚來其實是在給用戶“畫大餅”。

從行業(yè)的普遍認(rèn)識來看，固態(tài)電池的商業(yè)化量產(chǎn)，仍然存在著巨大的技術(shù)和成本難題。比如固態(tài)電解質(zhì)決定了其電導(dǎo)率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電解液，能夠突破電導(dǎo)率瓶頸的固態(tài)電解質(zhì)材料尚未獲得關(guān)鍵性突破。同時固態(tài)電解質(zhì)的制備成本高、產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，使得業(yè)界普遍對固態(tài)電池的投入使用持謹(jǐn)慎態(tài)度，預(yù)計5-10年時間才有望實現(xiàn)全固態(tài)電池的成熟技術(shù)路線。

而這次蔚來汽車的1000公里固態(tài)電池組實際采用的是“原位固化固液電解質(zhì)”、“無機(jī)預(yù)鋰化碳硅負(fù)極”，以及“納米級包覆超過鎳正級”的設(shè)計方案，實際上仍然使用了一定比例的液態(tài)電解質(zhì)。

所以，我們看到發(fā)布會后，蔚來掌門人李斌趕緊改口說，這次發(fā)布的動力電池其實是“半固態(tài)電池”。

現(xiàn)在，盡管還不是真正的固態(tài)電池，但單體能量密度能夠達(dá)到360wh/kg的半固態(tài)電池，也仍然面臨著量產(chǎn)成本過高的問題。

不知出于商業(yè)機(jī)密的考慮，還是這一半固態(tài)電池的技術(shù)尚未成熟，蔚來汽車并沒有公布具體采用了哪一家動力電池廠商的技術(shù)。這讓外界對“固態(tài)電池哪家強(qiáng)”有了諸多的猜測和質(zhì)疑。

為解決“固態(tài)電池”的高昂生產(chǎn)成本問題，蔚來設(shè)計了BaaS（Battery as a Service）模式的電池租用服務(wù)，也就是用戶購買汽車后，要從電池資產(chǎn)公司租用電池來使用。

這種“車電分離”的模式能夠有效解決動力電池殘值率大幅下滑的問題，但同時意味著用戶要持續(xù)以高于自己充電成本的方式來使用固態(tài)電池，從而推動固態(tài)電池的量產(chǎn)和獨立迭代。

但究其實質(zhì)就是避免了用戶一次性為高成本固態(tài)電池買單，而是選擇用“分期付款”的方式為固態(tài)電池的更新?lián)Q代做貢獻(xiàn)。因此，這一“創(chuàng)新”模式非常適合有情懷同樣也有財力的技術(shù)嘗鮮者們買單。

類似的問題也出現(xiàn)在廣汽埃安的1000公里續(xù)航車型上。似乎是為回應(yīng)歐陽院士的質(zhì)疑，廣汽埃安的說法是“1000公里續(xù)航今年是肯定要出的，8分鐘快充也是要出的，但需要配套的高功率充電樁，也要非常高的成本?！笨偠灾褪?，長續(xù)航和快充是可以技術(shù)上實現(xiàn)的，但商業(yè)化推廣則另外一回事了。

因此，并非“能否如期量產(chǎn)”，而是“能否低成本量產(chǎn)”才是這些廠商要解決的關(guān)鍵問題。

顛覆還是打臉：我們?nèi)绾慰创拔祦韨儭钡摹捌谪浭健卑l(fā)布

毋庸置疑的是，無論是蔚來的固態(tài)電池技術(shù)，智己的“摻硅補(bǔ)鋰”電池技術(shù)，還是廣汽埃安的石墨烯基超級快充電池，所要實現(xiàn)的“1000公里續(xù)航”、“超級快充”以及電池壽命更久、體積更小、安全性更高等特性，都是試圖解決當(dāng)前新能源汽車核心痛點的顛覆性技術(shù)。

從技術(shù)路線上來說，多元化的動力電池技術(shù)一定是未來的市場趨勢，只是每一條技術(shù)路線的成熟度不同，推向市場的時間有早晚，電池單位成本因為受到技術(shù)突破和量產(chǎn)規(guī)模等制約而有不同的下降周期。

那么，這三家能夠在2021年初就如此勇猛地推出自己的“一千公里續(xù)航”甚至“8分鐘快充80%”的激進(jìn)目標(biāo)，其實是非常令人佩服的。畢竟，這些車企們在電池技術(shù)上要砸進(jìn)去真金白銀，在承諾期限內(nèi)要真的交付能達(dá)標(biāo)的量產(chǎn)汽車，然后接受購車客戶和全行業(yè)的測試和監(jiān)督。

到時候，是“顛覆新能源汽車行業(yè)”，還是“自己打自己臉”，結(jié)果是不會說謊的。

而且實際上，無論是資本市場，還是大眾消費者，對于這種激進(jìn)式的“期貨”發(fā)布，寬容度還是很高的。想一想特斯拉的馬斯克曾經(jīng)夸下過多少“?？凇?，雖然一部分預(yù)言真的實現(xiàn)，但同樣有更多預(yù)言最終打臉，但這仍然不妨礙特斯拉的股價一路飆升。

那么，像“蔚來們”的這種“期貨式”的發(fā)布還將有哪些好處呢？

首先，就是在新能源汽車行業(yè)掀起新一輪動力電池的軍備競賽。

接下來一兩年中，必定有更多廠商會在新產(chǎn)品中推出類似“半固態(tài)電池”的解決方案，1000公里續(xù)航成為中高端車型的標(biāo)配，而具備固態(tài)電池等技術(shù)研發(fā)能力的電池供應(yīng)商也會受到前所未有的關(guān)注和追捧。

其次，就是加速新能源汽車動力電池路線的兩極分化。

未來幾年，固態(tài)電池等長續(xù)航動力電池會在新能源汽車廠商在高端純電車型中加速應(yīng)用。與此同時，更具低成本優(yōu)勢的磷酸鐵鋰電池會在中低端車型中普及，而當(dāng)前主流的三元鋰電池的市場份額將被擠壓。特斯拉新版本的國產(chǎn)Model 3和今年將推出的一款低價車型都會采用磷酸鐵鋰電池，正是這一趨勢的代表。

第三，就是將加速傳統(tǒng)燃油汽車向新能源汽車的“改朝換代”。

目前，全球各國已經(jīng)紛紛為燃油車的退出市場制定了詳細(xì)的時間表，但其穩(wěn)定的續(xù)航能力和充電體驗，一直是人們堅持選擇燃油車的終極理由?，F(xiàn)在，超越燃油車?yán)m(xù)航的動力電池的出現(xiàn)，已然為燃油車的加速淘汰敲響了警鐘。不過，這場“改朝換代”的變革仍然可能是未來十年左右的事情。

總體來看，1000公里續(xù)航的新能源汽車值得期待嗎？非常值得期待。

那么，這些廠商所承諾的動力電池的技術(shù)方案可以如期兌現(xiàn)嗎？我們也不好妄下結(jié)論。究竟是“蜜糖”還是“苦果”，最終結(jié)果還得是這些廠商等在兌現(xiàn)的時候親自去吃下。

我們能夠很快體驗到這種一千公里續(xù)航的新車型嗎？對于廣大消費者而言，“很快”應(yīng)該是不會“很快”的，至少3-5年內(nèi)不會是普通消費級車型可以配置的，但好的一點是，我們可能會享受到在高續(xù)航車型倒逼下，現(xiàn)有新能源汽車的更大優(yōu)惠降價力度。

讀過彼得·蒂爾的《從0到1》的話，就會知道人類要做出從0到1的突破性創(chuàng)新的確很難，但是只要有0.1的突破，后面的一切就會水到渠成。從技術(shù)角度來說，一旦一項技術(shù)具備零星的現(xiàn)實可能性，人類就能夠不惜一切代價地將其實現(xiàn)出來。

現(xiàn)在，新一輪的動力電池技術(shù)正在從實驗室走向消費市場，從一個科學(xué)實驗問題變成一個工程學(xué)的成本問題，其實是需要一些破冰者的。

因此，這一次是中國汽車廠商，而且還是一連三家，能夠率先站出來作為“吃螃蟹者”，非常值得我們肯定，何必一開始就說風(fēng)涼話呢？

求仁得仁，又何怨乎！