今天被一家美國電池公司刷屏了，股價暴漲了40%多，原因很簡單，他們的固態電池在德國的測試中，不但出乎人們的意料，連他們自己都沒有想到，因爲測試數據優於他們自測的結果，已經“大大超過”了電池行業的目標，這意味着一種安全不燃爆，充電速度快，續航里程長，而且幾乎不會衰減的電池橫空出世，將可能徹底改變整個電動車行業。

完爆鋰電池

這家美國初創公司名叫QuantumScape，總部位於加州硅谷，2010年由斯坦福大學教授弗裏茨·普林茨、蒂姆·霍爾姆等人創立，比爾·蓋茨和大衆汽車投入巨資，索羅斯重倉，被稱爲是固態電池第一股，專注於固態鋰離子電池的研究，經過10多年的不懈努力，終於開發出了世界上首款無負極固態電池。

根據此前的報道，這種電池的能量密度是特斯拉鋰離子電池的三倍，並且可以在15分鐘內充電到80%，再加上安全不燃爆，這次測試又50萬公里基本沒有什麼衰減，是不是已經完爆現有的鋰離子電池，以後一次快速充電，我們的電動汽車就可以續航上千公里了呢？

電動汽車關鍵詞

電動汽車早在1830年代就出現了，隨着蓄電池技術的發展，19世紀下半葉電動汽車得到了較爲廣泛的應用，並且已經有了換電的概念了。然而正當電動汽車鶯歌燕舞，突飛猛進的時候，美國德州石油爆發，內燃機技術迅猛發展，讓電動汽車一蹶不振，出師未捷身先死，幾乎消失在人們的視野裏。所以你看，要不是石油的大規模應用，這個世界恐怕早就已經是電動汽車的天下了，並且不會導致目前地球被燒烤，氣候即將崩潰的命運。

1990年代開始，電動汽車逐漸復甦，尤其是馬斯克在2008年推出了特斯拉Roadster跑車，這是世界上第一款量產電動汽車，也是第一款可以在公路上合法行駛的鋰離子電池汽車，電動汽車開始蓬勃發展，到今年年底全球保有量預計將達到4000萬輛，中國約佔其中的一半。估計到2030年代，電動汽車就可能取代燃油車，重新成爲主流的交通工具，這意味着人類在走了100多年彎路，付出慘痛的教訓，渴死了無數大象、犀牛、樹木後，終於可以重新回到正軌上了。

這其中最關鍵的關鍵詞，就是鋰離子電池。最早的電動車使用鉛酸電池，能量密度不高，最終被能量密度更高的燃油車取代，統治地球100多年，而石油也被稱爲黑金，成爲現代工業的生命線。但燃油車是成也石油，敗也石油，黑金畢竟是黑的，終將會傷害我們，甚至可能把我們打入萬劫不復的深淵。

幸運的是，鋰離子電池出現了，短短10多年的時間，能量密度就已經可以媲美石油，開始在動力領域和儲能領域大放異彩，吹響了燃油車的滅絕號角，而鋰也被稱爲了“白色石油”、“高能金屬”，甚至未來人造太陽核聚變實現後，鋰也可能是當仁不讓的主角，因爲我們要靠它去生產重要的聚變燃料氚。

解決痛點

如果說鋰離子電池是吹響燃油車的滅絕號角，那麼固態電池就是給燃油車挖墳的挖土機，可能三兩下就可以把它給埋了。固態電池也是鋰離子電池，只是它裏面的電解質不是液體，而是固體，可以說是鋰離子電池的完美升級版，最關鍵的是，它解決了人們最爲擔憂的電動汽車痛點——燃爆問題。

看看鋰離子電池和固態電池的結構你就知道了。鋰離子電池是5層結構，包括負極導電層、負極材料、隔膜、正極材料、正極導電層。中間最厚的正負極材料就像書架一樣，可以存儲鋰離子。電池在充放電時，帶正電的鋰離子會穿過中間的隔膜來回移動，相應地電子就在電池外的電線中流過產生電流，驅動電動機開展工作。由於正負極材料的顆粒之間存在縫隙，鋰離子無法在縫隙裏移動，因此加入了液態電解質填充，完美地解決了鋰離子移動通道的問題。

而QuantumScape的固態電池，省略了負極材料這一層，減少了近乎一半的體積，所以大大提高了能量密度。但你可能會很喫驚，沒有負極材料，電池怎麼工作呢？這個負極其實是隱形的，QuantumScape開發出了固態的陶瓷隔膜，可以在第一次充電時，在隔膜和負極導電層之間，形成鋰金屬負極，所以叫做無負極固態電池，可以防止鋰枝晶的形成，再加上全固態，就完美解決了燃爆問題。當鋰金屬層形成時，電池會膨脹約1毫米，放電時鋰金屬層會消失，所以QuantumScape固態電池設計的時候，結構也比較特殊。

這個固態陶瓷隔膜，也就是氧化物，只有約20微米厚，比頭髮絲的直徑還小，是他們這個電池的關鍵，用了10多年時間，花了3億多美元才測試出來，申請了200多項專利來保護，簡直就是金鐘罩鐵布衫了。QuantumScape沒有公佈它的更多信息，有人分析，可能是陶瓷顆粒和聚合物製成的有韌性的薄膜，QuantumScape自信地認爲，競爭對手很難解決這個問題。

正極材料同樣語焉不詳，有說是用三元材料，鋰鎳鈷錳氧化物和有機膠狀物製成，膠狀物由有機聚合物和液態電解質構成，正極材料的選擇應該比較多，並且QuantumScape也在不斷測試。

出人意料

QuantumScape實際在2020年底就已經公佈了固態電池的初步數據，15分鐘可充到80%電量，能量密度的提高可增加近一倍的續航里程，並且因爲無負極的設計，可以至少降低15%的成本。

這次的測試是從2022年12月開始的，當時QuantumScape向合作伙伴交付了第一批24層固態電池，大衆汽車的電池子公司PowerCo進行了耐久性測試，到2023年10月已經歷了1000多個充放電週期，結果電池仍保持在原始容量的95%以上，WLTP工況續航里程達到了500-600 公里，這意味着在行駛超過50萬公里後，電池也幾乎沒有什麼衰減。

這是一個什麼水平呢？大衆公司表示，固態電池在開發階段的行業目標，是充放電700次後，最大容量損失20%。這意味着這款固態電池已遠遠超過了行業標準，性能也遠遠超過了現有的鋰離子電池，這些數據連QuantumScape自己都覺得喫驚，那啥，我都不知道我的電池有這麼好。市場反應則更是熱情，消息一出，QuantumScape的股票馬上暴漲了40%以上。

所以看看，續航提高一倍，80%充電減至15分鐘，可以用一輩子不衰減，最關鍵的是安全不燃爆，這不就是完美的電動汽車電池嗎？據說這款固態電池有可能在今年下半年開始量產，燃油車的末日真的就要降臨了嗎？

競爭激烈

其實這段時間已有多個鋰離子電池和固態電池突破的消息了，包括中國的半固態電池已經裝車，寧德時代的凝聚態電池下半年也要投產，日本松下泰坦納米硅粉鋰離子電池充電10分鐘，續航800公里，還有一款3分鐘充電到80%的固態電池在開發，豐田就更牛了，宣佈將從2027年開始量產充電10分鐘，續航1200公里的固態電池。

所以在鋰離子電池這個賽道上，現在已擠滿了各種即將突破或已經突破，最近幾年就會量產的高性能電池，燃油車被取代可能只是早晚的問題，只是究竟哪一種電池會大浪淘沙淘下來，估計還沒有任何人看得清楚，但一旦解決了安全問題，鋰金屬這種白色石油可能就真的會像現在的石油一樣，成爲人類文明的下一個生命線。