“电池圣杯”属于新能源，也属于日产

有句话叫做，“人类的近代史，本质就是一部简短的能源历史”。

可以说，每一次与能源挂钩的技术进步或革命性突破，都离不开各国博弈的身影。而眼下，中美已经坚定纯电未来的技术路线，甚至包括欧洲的大众汽车、宝马等一众老牌车企也不约而同制定相关电气化规划，开启新一轮豪赌。

尽管单从产品和技术层面看，以日系车企为主导的氢燃料电池的技术路线确实是比较完美的方向，但无论是技术难度还是推广应用，对于全球产业链来说战略价值偏低。不然无法解释，包括本田、日产、现代等日韩车企宣布停止研发氢燃料电池或暂停氢能汽车项目的举动。

可见，在新能源路线上以电气化的核心方向已经逐渐明晰，而固态电池则被视为决胜电动化未来的“圣杯装备”。

就目前来看，市面所有电动汽车电池都属于液态电池。尽管在中国市场已经有蔚来ET7、东风风神E70两款宣称开始装车固态电池的产品，但严格意义上，它们所采用的电池是半固态电池，仍存有少量电解液，只是缩减了液态电解质在电池中的占比，属于液态至固态电池的过渡性技术。

事实上，在工作原理方面，固态电池与液态电池并没有太多区别，不过在结构上，由于固态电池使用的是固体电极和固体电解质，没有电解液，所以与电动汽车通常使用的锂离子电池相比，其重量更轻、化学性质更稳定，加之其能使用更便宜的原材料降低电池成本，以及拥有更快的充电速度，优势要更加全面。

因此，固态电池也被车企认为是解决动力电池短板的最佳方案之一。

例如大众汽车曾投资总金额达3亿美元，几度增持QuantumScape股份，以推进固态电池的联合开发。此外，包括现代、通用、福特、戴姆勒等在内车企也纷纷计划在2025年到2030年之间，对固态电池的车型进行量产。

日前，日产汽车官方也公布了其在固态电池研发方面的进度、电池样件的性能以及制造过程中的重点工艺。

2022年日产将对固态电池进行实验室级可行性研究；

2024年会在日本横滨建造固态电池的试点工厂，并在该工厂检验和试生产电极材料与固态电解质混合、电芯叠层等固态电池的关键技术；

2028年，日产会推出搭载全固态电池的电动车型，同时计划将续航里程提升两倍、充电时间缩短至的三分之一、电池组成本降至75美元/千瓦时，这意味着整车成本将降低20%左右。

换句话说，到那时电动汽车起火、充电效率、续航里程、使用寿命等问题都将得到大幅改善。

充电速度大幅提升

要知道，锂离子移动速度快慢决定着充放电的快慢。早在2011年，日产汽车就发现硫化物固态电解质对离子的高传导性，并将其应用到固态电池研发中。通过将电解液换成了固态电解质，使得锂离子在可以电池中“跑得更快”。

打个比方，在原来的液态电池中，锂离子在正负极之间“运动”，如同在正负极之间有条“大河”，只有当锂离子游过大河到达对岸才能充放电。如今电解质变固态，相当于大河被填平，变成“陆地”，由此锂离子可以一马平川到达对岸，这对提升电池的充电速度有着积极意义。

能量密度最大化

与此同时，电解质固态化使材料间的副反应减少，进而扩大了正负极材料的选择范围 ，可以使用高能量密度、低成本、更易得的材料，从而让正极材料成本最小化，还能通过增加负极材料的锂离子储存量，使能量密度最大化。

在此之前，由于担心高电压正负极材料与电解液溶解发生反应，厂商们都不敢应用其它材质。眼下，钴酸锂电解质溶液能充电到4.45V，三元材料能充电到4.35V，如使用固态电解质，可以提高电池能量密度的高电压正负极材料就能派上用场，电压可以提高到5V，让电池整体能量密度显著提升。

在电压之外，负极可以采用金属锂来提升电池能量密度，日产的做法是通过在负极减少锂离子储存隔面的厚度，来增加锂离子密度（＝能量密度）。

更安全、使用寿命更长

由于目前锂电池里面的电解液是可燃的，所以其一旦泄露、挥发就很容易造成电池起火甚至爆炸，而固态电解质不易燃，即便外壳破损也不会泄露，安全性自然大幅提高。此外，固态电解质的可以让电池的最高工作温度可以从液态电解质电池的70℃左右提升到100℃以上，进而提升行驶的极限温度，并降低了电池性能衰减、延长电池使用寿命。

有了上述四项优势加持，让日产可以实现更宽泛的EV车型覆盖范围，也就说通过提升电池的单位重量能量密度（重量更轻、电量更大），让大型EV车型也可实现电池轻量化，利于控制大容量电池EV车型因为电池重量增加所导致的续航里程减少。

不过，作为全新的技术，固态电池的技术难点依然不少。比如硫化物固态电解质存在氧化、释放有害气体等问题；再比如金属锂固态电池在大电流下容易析出锂降低性能，而大电流又是动力电池不可避免的工况。所以，想要真正量产固态动力电池，有赖于工程师在各个技术细节逐一攻克。

为此，日产找来了包括美国国家航空航天局、东京工业大学等在内一大波合作单位，对基于硫化物固态电解质的全固态电池，进行了电池材料选择、工艺流程设计、固态电池内部反应分析等方面的研究。

比如连接固态电解质和正极活性物的粘结剂，就采用了特殊纤维结构，以此来降低阻抗，让锂离子移动更加顺畅。

另外，得益于日产多年来在电动化安全设计和品质相关的技术储备，也为实现固态电池量产提供了助力。

例如，日产将此前研发、制造聆风使用的软包锂离子电池所积累的高精度、高速电极层叠技术，应用于全固态电池上；并把大型软包锂离子电池多层叠化的电芯面压管理技术，适用于全固态电池的研发中，用以往在研发实践中所积累的知识和经验，助力全固态电池的开发。

无论是全固态电池接近传统锂离子电池两倍的能量密度、拥有出色的充、放电性能，亦或者降低了昂贵原材料的使用率，将电池成本降至更低。可见的，是日产做出了最匹配自己未来电动化竞争优势的选择。

而这些大概就是新能源汽车用户使用体验的最佳状态，我们不妨给点耐心，一起来看看。