用谁的电池？车企要自己掌控

文 / 齐策

最近一段时间，业内分歧最大的固态电池，貌似又向实用化迈了一步。

近日，三星SDI建了全球第一条全固态电池试验线。LG、SKI则落后一点，都在开发阶段。韩企的目标，都是2030年开始量产。

固态电池弯道超车？

跨国车企不约而同，都将固态电池视为电动技术的“拯救者”。福特、奔驰、宝马、丰田、本田、日产都制定了固态电池装车之后的商业规划，并不遗余力地支持供应商开发。

今年4月，日产还声称要亲自下场，建立固态实验室，2024年在横滨设立生产线，2028年实现正式装车。本田则表示，将投资430亿日元（约合人民币21.3亿元）建立示范生产线，2024年春季投产。更早喊出2025年固态电池产业化的丰田，仍然坚持目标时间节点。

看上去，跨国车企都希望固态电池能尽快扮演“关键第三方”的角色。现在似乎轮到跨国企业希望弯道超车了。

这也是为什么三星比LG要更积极的原因。经过多年竞争后，三元和磷酸铁锂（LFP）是当前乘用车很难撼动的两条主流路线。而三星在三元上竞争不过SKI，遑论LG，LFP业务更是无从追起。

理论上，固态电池因为硫化物或聚合物作介质，安全性更好；石墨硅或者锂金属作负极，可增加能密，导热性好也可以将电池单体做得更大；“双极电芯”创新，更能提升能密。

但是，在固态电池工程化上，仍然存在技术障碍（主要是材料成本和负极稳定性）。

国内车企其实也有类似计划，诸如比亚迪、蔚来、北汽新能源、东风汽车、上汽集团、长城汽车等企业，只不过喊得不如外企凶。其中，蔚来愿意用“半固态”作为过渡方案，尝试上车。

基于同样的理由，电池业务大厂都对此表示谨慎。宁德时代暗示，不会早于2025年之前，部署小规模试制生产线。

有固态电池布局的，还有弗迪（比亚迪）、孚能科技、蜂巢能源等。它们都和宁德时代一样，没有在2025年前商业化部署的意思。

但是二线电池供应商的热情就比较高涨了，5月28日，国轩高科研究院副院长出来表态说，该公司研发的半固态电池，单体能密达到360Wh/kg，系统能量密度达到260Wh/kg。今年下半年装车。

而赣锋锂业则声称，其研发的“二代”固态电池能密达到360Wh/kg。

顺便说一句，小规模试验线、示范线，都算不上商业化部署，只有上了批量，交到普通消费者手里才算。目前还没有人声称，在2025年之前就实现全固态商业化。这证明，虽然态度有差异，但是大家对固态电池的工程实现难度，还是有共识的。

这里面比较有意思的是，主机厂中间，电动业务规模愈小的，愈是喊打喊杀，似乎憋着洗牌重来、一洗当前竞争劣势。

这种态度差异，透露了一个隐含的关键信息：更换电池方案是有高昂成本代价的。

硬胜于软

电池方案包含两部分内容，即电化学部分和物理部分。前者指的是用什么正负极和介质，后者则涉及到电池单体用什么封装模式。

在固态电池上车之前，电化学方案是二选一，三元和LFP。

主机厂产能较小的时候，一般倾向于选其中一种，高性能的选三元，中低端选LFP。但是LFP现在日益侵蚀三元的地盘，以至于有些30万元的整车，都开始用LFP。大厂则更喜欢两者都要。

而物理方案则有硬壳和软壳两大流派。

硬壳有圆柱和方形，各自又可以分为钢铝外壳方案。而软壳即软包，也有铝塑膜和钢塑膜两种，但钢塑膜在动力电池里采用的太少，不讨论。

硬壳的好处很明显，就是成组结构简单、散热好，缺点是能密没有软包高；软包则相反，能密高，但机械强度差，成组结构复杂，而且防爆设计不好做。

如今，我国业内方壳占了绝对优势，大概占了七成半，圆柱占两成，剩下软包占半成。

圆柱工艺最简单，最先采用。当初特斯拉是没有别的选择，只能接受数千个电芯组成电池包，所以特斯拉算是被迫点了BMS的算力、管理的“技能树”。

圆柱改成大圆柱之后，单体数量是降下来了，但一个显著的缺点就是浪费空间严重。就算4680+CTC（无模组）封装，空间利用率也只有七成，好处就是鼓包、放气容忍度高。

方壳之所以成了主流，不仅因为机械承压好、成组方式和散热都容易设计，号称“工程师之友”，而且防爆阀很容易安排。

不过，方壳是封装，里面电芯还分卷绕和叠片。卷绕的叠放方式，好比卫生纸（再压扁）；叠片则好比面巾纸。卷绕制造设备成本低，但尺寸很难改；叠片则良品率低、生产控制难。

但是，叠片不但可以做很大的极片，还可以改尺寸。到这里，大家就都知道了，长刀短刀什么的，都是叠片工艺。

所以，先开始投的都是卷绕，如今在比亚迪、宁德时代、蜂巢能源的带动下，叠片上车尚未占据实际优势，但占了舆论优势。这几位名为比武互踩，实则造成一种氛围，好像不用叠片就落后了一样。

同时，因为钢壳太重，大家愈加倾向于铝壳，然后在底盘上想办法加强结构强度。顺便说一句，“油改电”就不用操这个心了，因为底盘结构动不了。大体而言，“油改电”无法全方位参与当前的电池技术军备竞赛。

而软包是韩国人喜欢摆弄的技术，所以美国整车企业在本土生产，都是软包。就连福特电动F150那么大的电池，也用的是双层软包。

刚才提到软包的防爆设计让工程师抓狂。韩国产业通商资源部的统计，2017年到2021年，47起动力电池起火事故中，软包占了七成。通用汽车当年大规模召回Bolt，就是LG软包。国内现在采用软包电池的主机厂，要么避而不谈，要么声称有特别安全设计。

相比方壳，软包还有个要命的缺点，就是单体做不大，不能像方壳叠片那样随心所欲地改尺寸。现在方壳叠片都把电芯容量做到300Ah以上了，软包还卡在100Ah左右，只能通过将大量单体并联使用，这样就限制了电池包设计的灵活度。

当然，也有人说国内的铝塑膜工艺水平不行，产量上不去，限制了软包路线。这话搁在3年前很有道理，但现在铝塑膜供应已经没问题了。不过，已经不可能回到当初那个历史岔路口。

而软包的出路也是有的，那就是固态电池适合软包。这就很容易理解了，为什么美企对固态电池这么积极。只要固态电池上马，北美大规模建设的包装生产线，稍加改造就可以继续胜任。给供应商省了钱，就等于采购价格低，就等于整车成本低。

下一代竞争核心

国内新势力里面，特斯拉目前是坚定的圆柱派，无论它用三元还是LFP的方案；蔚来是单一的方壳方案；小鹏则是圆柱和方壳并举。

而北美的新势力，诸如里维安（Rivian）和Lucid，当前用的都是三星2170圆柱电池。

传统车企里面，大众汽车、沃尔沃、斯特兰蒂斯、奔驰、宝马、丰田、本田，都用的方壳；而通用汽车、福特、大众（MEB出台之前）、沃尔沃（二代电动平台之前）、斯特兰蒂斯旗下的克莱斯勒旧部、雷诺、日产、现代起亚，都是软包方案。

现在德企的心思比较活络，正谋划着换坑。宝马正忙于推出Gen5、Gen6两个面向未来的电动平台，自2020年就开始向20多家电池释放RFI（信息邀请书）。而去年一汽奥迪在升级样车模组方案，评估了8家供应商多达67版方案。

宝马的要求很清楚，800V高电压+200kW快充+后驱/四驱。如果纳入固态电池，宝马出人意料地倾向于大圆柱方案，而非软包。这与之前所有宝马旗下的电动车方案，有根本的不同。这就是彻底的跳帮了，而非骑墙。

因为特斯拉在圆柱上成功降本的经验，珠玉在前，宝马面对的主要诱惑，也是成本。其实，更大圆柱（4680、4695）是否就意味着更便宜，特斯拉也在摸索。

斯特兰蒂斯的欧洲业务，也正在寻找低成本的圆柱电池方案，这个时间点是在2025年之后，可能是对中大型电动平台高昂成本的一种纠偏行动。

而里维安、路虎、奔驰、通用汽车都在考虑大圆柱电池。当然，有的考虑LFP，有的寄希望于固态。而软包则乏人问津，将来可能更加式微。

下一代电动车的核心竞争力，将是快充、大倍数放电（意味着飙出高性能），而非绝对意义上的大电量。这意味着主机厂对电化学技术发展没有寄予厚望，只好寄望在物理方案上卷出新高度了。

如今主机厂、电池供应商与市场消费者博弈的结果，让技术发展的未来愈加清晰。

2025年之前，方壳叠片+无模组技术实用性将占据绝对优势。而从长远来看，如果固态电池最终证明用圆柱更优，那么圆柱大概率和方壳分庭抗礼。即便排除固态电池加入的时间线，圆柱+LFP也将扩充地盘，不会像现在这样被方壳压一头。

无论未来走向如何，我们可以看到，主机厂向上游投入、强化自研，并不断引进新的供应商，同时作出精妙的平衡操作，逐渐把控制电池技术走向的主动权抓到手里。

当前电池供应商出来吆喝现成方案，主机厂只能被动接受、不能换坑的现状，将成为明日黄花。