臺灣固態電池突破！全球第一個量產！充電12分鐘，續航1000公里
你可能完全意想不到的是，就在豐田、松下大喊狼來了的時候，真正的狼已經悄然殺了出來。臺灣輝能，蟄伏17年潛心研發固態電池，一月底宣佈全球第一條量產線已經投產，電池即將分發汽車製造商進行測試。根據輝能早期的說法，他們的固態電池12分鐘就可以充電到80%，續航可達1000公里，而且本質上安全不燃爆，惡劣天氣下不減電量，電動汽車的新時代真的就要來了嗎？
反正我是完全沒有想到，臺灣輝能會是第一個量產固態電池，此前松下、豐田、QuantumScape都信誓旦旦要量產，但都沒有給出具體的時間，而輝能卻不聲不響在臺灣西北部的桃園投資42億新臺幣，約合9.6億元人民幣，建成了第一條生產線，開始了固態電池的生產，初始產能爲每年0.5GWh，可供1.4萬輛電動汽車使用，最終規模爲2GWh。
與此同時，輝能還在法國敦刻爾克投資52億歐元，約合人民幣406億元，建設一座產能48GWh的超級電池工廠，預計在2027年開始量產固態電池，該公司更是雄心勃勃，希望在2030年代成爲全球最大的固態電池生產商，佔據35%到40%的份額。
很多人可能都知道，目前固態電池開發競賽的領頭羊是日本豐田，去年6月宣佈實現重大技術突破，研發出了充電10分鐘，可續航1200公里的固態電池，那麼輝能的固態電池究竟是怎麼回事？爲何能搶先一步開始量產，他們真的能成爲未來的電池霸主嗎？
輝能17年磨一劍，研發的是大型鋰陶瓷電池（LLCB），從公開的信息來看，這款電池是扁平狀的，利用陶瓷電解質的高導熱性，通過緊湊的散熱系統來增加固態電池的體積密度。在與主流2170電池電動車體積相同的情況下，LLCB電池組體積能量密度可以提高近一倍，總能量相同的情況下，重量可以減輕115公斤。
這意味着像特斯拉Model Y這樣的電動車，如果換用這種電池，可以將續航里程直接提升到1000公里，並且12分鐘就可以快充到80%的電量，再加上這種電池已通過了針刺測試，安全不燃爆，以及-30℃下正常使用的卓越低溫性能，1000次以上的循環壽命，可以說已經碾壓現在市場上的幾乎所有電池了。
那麼LLCB的內部結構和工作原理是什麼呢？輝能的網站上列出了兩種固態電池，一種是硅氧化物負極，使用複合固態電解質，一種是鋰金屬負極，使用全固態電解質，正極都使用了鎳鈷錳氧化物NCM811。由於硅氧化物負極的電池是前年推出的，而LLCB是去年新推出的，我估計應該是鋰金屬負極，這和他們前期制定的研發時間表差不多。
目前美國QuantumScape使用的也是鋰金屬負極和固態陶瓷隔膜，第一次充電時會在隔膜和負極導電層之間形成鋰金屬負極，可以防止鋰枝晶的形成，完美解決燃爆問題。這個鋰金屬層會隨着充放電膨脹收縮，電池就像在呼吸一樣，由於結構比較特殊，電池需要留出一定的膨脹空間。
如果輝能的LLCB真的已實現鋰金屬負極的話，我估計原理應該也差不多，從視頻上可以看出，電池是一層一層堆疊起來的，QuantumScape的電池堆疊了24層，我看一個資料說輝能可以堆疊50層以上。有趣的是，QuantumScape曾自信地認爲，競爭對手很難解決鋰金屬作爲負極的死鋰、鋰枝晶問題，沒想到輝能不但解決了，而且率先開始了量產，並且是車用動力電池的量產。
輝能的固態電池量產，可能得益於三大技術突破。
一是LCB技術平臺擁有200多項專利，解決了氧化物電解質的導電性和脆性問題，實現了快速充電、長電池壽命和低溫性能，其中包括首創的內傳導技術，解決了內阻較高的弱點，實現了5C快充。這是什麼意思呢？特斯拉的超級充電樁峯值功率可達250KW，如果它在1個小時爲100KWh的電池充滿電的話，那麼它的充電速率就是2.5C，你就可想而知5C有多快了。另外還有輝能專有的固態電芯封裝技術，大大增強了LCB的彎曲能力，同時保證其氣密性、水密性，提高了LCB的良率，單層電芯高達99.9%。
二是ASM主動安全機制，可以鈍化化學反應，終止正負極產熱，提升安全性。輝能的說法是把正極和負極殺掉，也就是電池故障導致溫度達到一定程度後，內部會發生反應破壞正負極，自動關閉電芯、模塊和電池組，中斷電池的內部熱反應，從而消除能量，終止熱傳播，實現本質安全並防止燃爆。
三是MAB封裝技術，採用電芯直接集成電池包（CTP）加內部串聯方式，大大提高組裝效率，從而實現更高的能量密度和更低的成本。輝能把電芯極層和極層直接堆疊，電流移動距離幾乎爲0，因而內阻極小，幾乎不會產熱，可以把冷卻系統精簡到最低的程度。
通過這些核心技術的應用，輝能可以極大地降低生產成本，預計在達7GWh的產能後，價格就可以與現有的液態電池包持平，能量密度可以達到380-480Wh/kg。是不是令人震驚？現在普遍認爲固態電池成本極高，無法和鋰離子電池匹敵，如果真的能很快做到持平，裝車後各種性能指標和安全性真的名不虛傳，以後電動汽車還有鋰離子電池什麼事呢？
目前輝能主要與所謂的越南特斯拉VinFast和奔馳合作，另外還有ACC、FEV、Gogoro、蔚來、一汽等，籌集的資金已超過7億美元，奔馳還獲得了輝能董事會的一個席位。外界估計，輝能生產的首批固態電池，可能會提供給奔馳和VinFast裝車測試，其中主要產能可能會給VinFast，並且輝能和VinFast已考慮合資在越南建設固態電池廠。
不僅是汽車動力電池，輝能桃園工廠還全面開花，準備生產用於電動飛機、電動船舶、無人機、機器人、和航空航天設備的固態電池，這意味着它實際是個試驗性的工廠，希望生產出各種類型的產品，全面搶佔固態電池的各種應用測試，不得不說這是一個極爲聰明的主意，搶先一步，贏在起跑線。
固態電池被認爲是下一代的動力電池技術，續航長、充電短、安全不燃爆、適應各種氣候條件，可以說固態電池的大規模應用，沒有了里程焦慮和安全之虞，才標誌着電動汽車時代的真正來臨。但未來並不只有電動汽車，我們很可能即將進入一個完全電氣化的時代，如果鋤頭和糧食是農業時代的基石，內燃機和石油是工業時代的基石，那麼芯片和電池就是下一個時代的基石。
現在臺灣在芯片生產上已基本形成壟斷，全球高端芯片的92%都是在臺灣生產的，如果在固態電池上再取得重大突破，搶先一步大規模量產，確實有可能再形成一個電池領域的臺積電，從而在人類社會未來的兩大基石領域都處於極端重要的位置，這意味着臺灣將有可能成爲推動整個地球運行的生產力“質心”！
