半固态电池为什么能出圈

因为自己处在电池行业的原因，早先对半固态电池概念是有误解，认为半固态的产生是在传统液态到全固态电池发展过程中间产生的概念，由于全固态电池的难度非常高，难以在短期内实现，因此诞生了半固态这样一个概念，做为从液态到全固态中间过渡的产品，避免过长的空白时间，没有固态产品的输出。专业的人也许是最顽固的石头，直到最近我看到一部分电芯级别半固态电池的小试数据，真真切切看到半固态的技术元素确实能够在电性能和安全性能上有收益，并且近期发布的智己LS7和ViVO X Fold 3系列均宣发半固态电池售出产品导入，主机厂也开始发现半固态电池确实有相应亮点可宣发。

《中国制造2025》的动力电池发展规划，国家明确了具体的能量密度提升目标：到2020年，电池能量密度应达到300Wh/kg；到2025年，这一指标应提升至400Wh/kg；而到了2030年，目标更是设定为500Wh/kg。这些目标均针对的是单个电芯级别的能量密度，旨在推动动力电池技术的持续进步和产业升级。目前市面上主流的液态锂离子电池能量密度在200—300Wh/kg，再进一步抬升电池的能量密度，其安全性能则将是一项巨大的挑战，对于传统液态电池是难以攻克的壁垒，这也为半固态电池的发展提供了契机。

半固态电池为什么能出圈？半固态聚焦于解决高能量密度与高安全需求的矛盾痛点。从量子力学体系角度来看，高能量状态有向低能量状态变迁的趋势，只有低能量水平的物质方能处于稳定状态，阻碍能量自发的由高向低释放就是在其中间建立一个壁垒，只有跨过该壁垒能量才会释放，而半固态则像是大坝一样，阻碍上游的水自发流动向下，避免高能量密度的电芯在面临安全测试时，快速释放能量，从而导致起火、爆炸等问题。

市面上的半固态绝大多数是在传统液态锂离子电池基础上引入固态电解质这个新元素：正极包覆、隔膜涂布和正极表面涂覆等。目前行业内对半固态的普遍认识认为其电液量占比在电芯质量1-10%之间，传统液态25%，而全固态则是0%。本质减少电解液的含量对整个电芯体系的安全性是关键性因素。通常为了确保电芯的电性能，大部分制造商会稍微多加一点电解液，确保其循环寿命。某实验室曾做过一个实验：将10Ah软包电池满充到100%，然后将其内部电解液移除去测试针刺，能够轻松通过针刺测试；而其对照组含有电解液在100%SOC状态则无法通过。从该实验能够简单得出的结论就是：电池高能量的释放极易与电解液发生反应，导致起火和爆炸。网上也有一部分展示用钉子敲入全固态电池（无液态电解液），完全没有一点点热失控的现象，电解液的存在是严重影响电芯安全的主要因素之一。因此，半固态电池的发展方向本质上还是约束电解液的添加量和其在电芯内部的分布状态。