考慮購(gòu)買電動(dòng)汽車的消費(fèi)者最苦惱的部分大致有兩個(gè)。會(huì)不會(huì)因?yàn)樾旭偩嚯x和充電問(wèn)題而不方便，以及是否有火災(zāi)危險(xiǎn)。

其實(shí)這些原因，都是由于鋰離子電池的局限性導(dǎo)致的。鋰離子電池輕便，體積比能量密度高，即使持續(xù)充放電也能穩(wěn)定發(fā)揮性能。批量生產(chǎn)也很容易。因此對(duì)電池產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，甚至帶動(dòng)了電動(dòng)汽車的大眾化。

諷刺的是，現(xiàn)在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的鋰離子電池拖了后腿。首先，鋰、錳、鈷等物質(zhì)價(jià)格過(guò)高。因此，特斯拉、通用、福特等全球汽車企業(yè)與礦業(yè)企業(yè)攜手，積極確保原材料的持續(xù)供應(yīng)。

第二個(gè)問(wèn)題是火災(zāi)問(wèn)題。電池起火的原因各不相同。但無(wú)非是分離膜受損，負(fù)極材料和正極材料相互接觸，發(fā)生連鎖化學(xué)反應(yīng)。雖然設(shè)計(jì)上或冷卻裝置的問(wèn)題也會(huì)引發(fā)火災(zāi)，但鋰離子電池本身也會(huì)著火。因?yàn)殇嚂?huì)生成尖銳的形狀，最終會(huì)損壞隔膜。這種現(xiàn)象叫做Dendrite。

第三個(gè)問(wèn)題是能量密度。目前的鋰離子電池比其他方式的電池能量密度高。電動(dòng)汽車使用的鋰離子電池的能量密度為每公斤250Wh?？紤]到中國(guó)電動(dòng)汽車普遍使用的磷酸鐵鋰（LFP）電池的能量密度平均為150Wh/kg，密度高達(dá)66%以上。

問(wèn)題是，用作汽車電池需要比這更高水平的能量密度。目前，單次充電行駛里程長(zhǎng)的車型可行駛約500~600公里。但考慮到快速充電只能充電80%，冬季行駛距離減少30%~40%，體感行駛距離大幅減少。也就是說(shuō)，只有具備900-1000公里的行駛距離，冬季充電80%也能輕松行駛，用戶才會(huì)從心里覺(jué)得 是沒(méi)有里程焦慮的。

為了增加行駛距離，需要更大程度地提高電池的能量密度。很多科研機(jī)構(gòu)正在研究高達(dá)400Wh/kg的鋰離子電池。但是，在電池安全的前提下，再加上穩(wěn)定批量生產(chǎn)的條件，實(shí)際情況是不能超過(guò)300Wh/kg。特斯拉開(kāi)發(fā)并震驚全球的4680電池的能量密度也只是達(dá)到了296Wh/kg。

但是有辦法解決所有的問(wèn)題。全是用固體電池。全固態(tài)電池是使用固體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)的電池。由于沒(méi)有電解質(zhì)，無(wú)需添加電池穩(wěn)定器等，可以減輕重量和體積。在此基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)電池高容量化、小型化、形態(tài)多元化等。

另外，即使固體電解質(zhì)受損，也能維持形態(tài)，即使電池因外部沖擊而漏液等損壞，也能確保安全性。

而且可以大大提高能量密度。可以提高到約450~500 Wh/km的水平，甚至可以大幅提高電動(dòng)汽車的行駛距離。

雖然各個(gè)品牌都在研發(fā)全固態(tài)電池，其技術(shù)也達(dá)到了完成階段。但制造既能保持安全性又能批量生產(chǎn)的汽車專用全固態(tài)電池是另一個(gè)層面的問(wèn)題。戴森在4年多的時(shí)間里試圖推出全固態(tài)電池電動(dòng)汽車，但最終放棄了。目前，豐田被認(rèn)為是推出全固態(tài)電池汽車的有力企業(yè)，但沒(méi)有具體的公開(kāi)日程。另外，寧德時(shí)代，三星SDI都被認(rèn)為是全固態(tài)電池的領(lǐng)頭羊。

全固態(tài)電池大致分為3個(gè)系列。硫化物系、氧化物系、高分子系等。硫化物系的優(yōu)點(diǎn)是高離子導(dǎo)電、適合量產(chǎn)等，但缺點(diǎn)是技術(shù)壁壘高、單價(jià)昂貴等。氧化物系在穩(wěn)定性方面具有優(yōu)勢(shì)，但由于延性不足，電解質(zhì)和電極之間很難接觸。高分子系具有適用現(xiàn)有量產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)，商用化的可能性也很高，但離子電導(dǎo)率低也是其缺點(diǎn)。

為了解決這些問(wèn)題，備受關(guān)注的電池形式就是半固態(tài)電池（semi solid-state battery）。中國(guó)CATL（寧德時(shí)代）還稱電解質(zhì)為冷凝電池（Condensed Battery）。

這個(gè)概念不難理解。如果普通鋰離子電池的電解質(zhì)是液體，全固態(tài)電池的電解質(zhì)是固體，那么半固態(tài)電池則呈現(xiàn)電解質(zhì)為中間形態(tài)的凝膠形態(tài)。電解質(zhì)有很多種。使用凝膠或粘土，也可以使用樹(shù)脂電解質(zhì)。

半固態(tài)電池兼具普通電解液電池和全固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)。首先，可以將能量密度與目前的電解液電池相比大幅提高。不僅可以一舉超越普通鋰離子電池?zé)o法超越的300Wh/kg的能量密度，還可以超越全固態(tài)電池水平。CATL開(kāi)發(fā)的超高密度電池每公斤能量密度達(dá)500Wh，達(dá)到全固態(tài)水平。

充放電耐久性能也很好。日本電池創(chuàng)新中心（Battery Innovation Hub）開(kāi)發(fā)的半固態(tài)電池是鋰離子電池壽命的2倍。日本Easy企業(yè)使用陶瓷電極開(kāi)發(fā)了智能設(shè)備用半固態(tài)電池EnerCera。可以再充電9000次，是普通鋰電池的三倍。

全固態(tài)電池所具有的安全性能也可以從半固態(tài)電池中得到期待。如果全固態(tài)電池在保持電解質(zhì)本身形態(tài)的同時(shí)具有安全性，那么半固態(tài)電池中圍繞活性物質(zhì)的凝膠狀電解質(zhì)可以防止電池爆炸。

還可以節(jié)省制造費(fèi)用。因?yàn)橛媚z或粘土代替液體，不需要干燥和凝固電極的工序。根據(jù)美國(guó)24M科技公司（24M Technologies）的數(shù)據(jù)，半固態(tài)電池可以將制造成本降低高達(dá)40%。從制造到廢棄，碳足跡和采購(gòu)成本實(shí)際上可以減少一半。

可以批量生產(chǎn)是目前全固態(tài)電池的難題之一。在該領(lǐng)域積極的企業(yè)是中國(guó)電池企業(yè)和汽車制造商。

東風(fēng)汽車2022年1月對(duì)搭載中國(guó)贛鋒鋰業(yè)半固態(tài)電池的50輛E70進(jìn)行了試運(yùn)營(yíng)。在此基礎(chǔ)上，2022年12月15日東風(fēng)汽車的電動(dòng)汽車品牌嵐圖推出了搭載82千瓦時(shí)容量半固態(tài)電池的追光，1月13日開(kāi)始量產(chǎn)。成為了世界首款量產(chǎn)型半固態(tài)電池轎車。

國(guó)內(nèi)知名的蔚來(lái)品牌電動(dòng)汽車ET7也將搭載半固態(tài)電池，于上半年在中國(guó)市場(chǎng)上市。蔚來(lái)開(kāi)發(fā)的半固態(tài)電池，能量密度為360Wh/kg。充電10分鐘，可以行駛400公里，效率也兼具。

國(guó)軒高科開(kāi)發(fā)的半固態(tài)電池密度為360Wh/kg。搭載該電池的新車是高合汽車的HiPhiX，該車一次充電可行駛1000公里，從靜止?fàn)顟B(tài)到時(shí)速100公里，僅需3.9秒即可加速。

如此多樣的中國(guó)電池企業(yè)與汽車公司攜手，陸續(xù)推出半固態(tài)電池汽車。中國(guó)Everlight證券預(yù)計(jì)2024-2025年將成為半固態(tài)電池商業(yè)化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

也有人表示擔(dān)憂。也就是說(shuō)，半固態(tài)電池從名字上看就像全固態(tài)電池，但實(shí)際上與普通電池沒(méi)有太大區(qū)別。因?yàn)槿匀恍枰娊庖汉透裟?，沒(méi)有本質(zhì)的電池創(chuàng)新。

也有聲音認(rèn)為，低溫充放電性能也需要充分驗(yàn)證。因?yàn)殡妱?dòng)汽車即使只在一個(gè)電池單元著火，也會(huì)發(fā)生整個(gè)汽車的電池崩潰的現(xiàn)象。