从SES发布的第一款固液锂金属100Ah级电芯到固态-锂金属电池技术工业化前景的漫谈

大家好，现在的工作实在是非常的忙，导致几乎没有时间写东西。在这里，首先给大家道个歉，然后，在后面的日子里，我尽量努力多挤出一些时间写作和输出，争取给大家带来更多的内容。

在周四下午，固态/锂金属电池公司SES发布了其锂金属电池技术以及在上海2023年就建成1GWh产线GIGAFACTORY的计划，总体来说有很多有意思的进展，其实也对于固态/锂金属电池的工业化这一大家关注的话题给出了更多信息。笔者在这里想做一些简单的分析，并加入一些个人的思考和讨论进来，供大家分享。

不纠结于固态/固液混合概念，上锂金属追求性能，近期：能抓住耗子（性能好）就行

在这点上个人是比较认可SES的思路的。胡博士也表明了之前他们是专注于做（纯）固态，但是后来发现又有很多问题，比如内阻过高，可制造性不佳等，因此后来专注于做混合固液电解质体系+锂金属负极，追求更好的性能——目前看主要是能量密度方向。

个人觉得尤其是面对工业化来说，这是一条相对实际的路。毕竟纯的固态，不管是氧化物还是硫化物体系，想做到大电芯批量稳定产出在未来五年内怎么看都有点不好实现，所以各家电池巨头你看：都放了研发团队在上面跟和做，但是在传统路线的扩产上那是一点不含糊，丝毫看不出塞班看见安卓苹果平台的那种忧虑感。相比之下，做混合固态+锂金属无疑就结合了几种技术路线的优点（容易制造、能量密度高），目前其实不只SES，国内其它固态电池企业应该也在布局这个方向。

当然了，其实关于“多固态算固态”这个事，其实一直也没有一个特别明确的说法。在这点上，笔者其实倒是觉得可以一定程度上”搁置争议“，毕竟在目前的阶段可能很多固态电池企业对于更深入的打开BOM来验证工业化的成本和可制造性还有较大的保密上的疑虑。那我们不妨再给一些时间，让技术再成熟一些工业化再做的精一点，在此期间先关心——不管你是黑猫白猫半白（固态/半固态）的花猫，只要抓住耗子（综合性能好）就是好猫（好电池技术），等真要正儿八经谈工业化的时候，再要求其扒开看BOM成本-总制造成本-可制造性不迟。

4Ah的Hermes软包锂金属负极电池——性能不错但就是小了点，寿命方面的数据呢

SES首先公布了其4Ah的小软包，说明其采用了混合固态电解质锂金属技术(强调其技术并不是固态)，其具有非常好的宽温区工作能力（如下图所示），同时强调了其性能远超同类竞品。此时正在基于此技术和通用现代在开发A样，该电芯可以快充（10-90% 12min——看的出性能很好，而且表述的方式也比较专业），并且已经把这款电芯装了小车进行试跑。

OK，第一款产品，可以简单评述一下。

以上的性能其实对于锂金属/半固态来说，还是很优秀的。总体来说，锂金属电芯的倍率和低温性能应该是低于锂离子的，但是在这里他给出的性能相当优秀，甚至一定程度上超过了锂离子。从SES团队的背景和专利上看，应该是有几把刷子，而且毕竟也是4Ah了，比起某些一直做单层，近来才扭扭捏捏上了十层的团队还是强了不少，证明该团队肯定是有自己核心技术能力的。

不过说回来，咱们也得聊聊问题：1）4Ah这个电芯其实吧——还是有点太小，代表性打了很多折扣。其实很多性能在这上面的体现，是不可能直接往上线性外推给40Ah，400Ah的，很多车企都希望拿更大单体容量的锂金属电芯来做研究和验证。以其中最重要的组成部分——锂金属负极这种东西为例，面积大了以后控制应力、制造等均匀性的挑战会成倍增加，不过好在人家在后面重点就在说自己能做100Ah的电芯（后面再专门聊）。然后还有一个问题：2）一般来说如果要说一个技术的实用化前景，咱起码也要照顾到更多：能量，功率，快充，成本，安全，寿命。但是在这，我似乎更关心循环寿命——你这个电芯能转多少圈呢？

4Ah的安全表现优异，但是是否可以直接外推给更大容量的电芯？

100Ah的Appolo软包电芯指标令人印象深刻，做大了肯定不容易，不过长软包是不是最好的方向？

然后就公布了Appolo车用电芯，其就是大概500长的软包电芯，107Ah，417Wh/kg， 935Wh/l，单体重0.982kg。

看了一下制备工艺与一般软包似乎接近。胡博士说该电芯的技术正极和传统几乎一样（应该就是811），隔膜也基本一样（视频里看就是典型的Z字叠），然后区别主要是在负极和电解液上：

• 负极：应该是使用的压在铜箔上的锂箔，表面配钝化保护层，下图中的1所示

• 电解液：高浓度溶剂在盐中，提高库仑效率，下图中的2所示

OK，先说个人认为的亮点：锂箔这里比较大&薄，能做电芯出来给车企做开发验证，这已经非常厉害了，毕竟锂金属这个东西不好伺候，再考虑大电芯的力学、温度、传质方面均匀性控制的难度，能先做出100Ah单体来还是很了不起的。另外在电解液上，高浓度电解液使枝晶比较平和密以及有保护层，应该也是在稳定SEI上有些自己的核心能力。

然后再说个人认为的小的问题：

1）循环：负极应该是有稳定的SEI保护技术的，但是你这个大电芯目前能做到循环数是多少呢？有意思的是即使小电芯的循环也没说（猜测不超过300圈），大电芯目前应该只会更低。

2）成本：使用锂负极+高浓电解液，成本BOM大概会是个什么样呢？大概率会非常高吧？当然如果以后如果只面对一些特别高端的汽车/没准用于飞行器之类领域还是可行的，但是如果最后奔着车去，这笔账只能晚算不能不算。

3）安全：要知道104Ah和4Ah的安全那完全不是一个层面的挑战，在这里后面其实是应该有一个大概的说明的：不管是单体的安全性，还是集成成系统后的安全性，还是锂金属循环后的安全性，这几条要是都没有一个明确的预期，工业化还是会有很大的障碍。

4）机械环境：锂金属电芯使用的环境到底要多大的力？模组设计是否简单？另外这种尺寸的软包电芯如何保证应力均匀分布？

其实刚才这些话说回来一定程度上也可以反着套回给所有软包电芯，尤其是3和4，安全方面尤其是热失控热扩散，目前的软包和固态电池技术是不是有明确的解决方案（目前业内都很期待）？以及机械环境上，是不是都需要设计相对于圆柱和方形更为复杂的机械环境才能保证其稳定使用，但是这是不是加大了制造难度，而且其是不是也与行业电池系统目前青睐的CTP/CTC的简约化系统集成发展方向相违？

抛砖引玉，供大家思考讨论。

其它方面

其它方面值得特别说的倒没有太多，有几块就分别介绍下：

• 软件数据——SES强调了自己还有一定的软件分析数据的能力，个人觉得电池数据研究肯定很有用，但是对于固态/锂金属来说，更当务之急应该还是把材料问题和放大/工程化问题解决好，而这些与数据软件方面——倒不能说没关系，但关系应该是没有那么大的。

• 车企客户——然后是目前与车企的合作，从合作对象来看，包括现代通用等国际一流车企都在里面，优秀的客户应该是有优秀的项目，也相信SES在这样的机会加成下可以得到更快速的成长，更好的解决上面提到的问题。

  
  

• 工业化进度——大概说的是2022年提供第一个车用A样，2025C样，2026 SOP。从时间线来看应该说是比较严谨的外资车企的开发时间，然后如果要按一般工业化的思路来说，明年的A样性能应该要逐渐锁定，后面做的基本都偏工业化量产的过程能力提升。那基于现在4Ah的电芯的性能（大部分性能对于104Ah没有外推的可能）和104Ah的性能（基本其它维度全都没有说），届时真正SOP的电芯到底是什么样的性能是一个很有意思的值得猜测的点，个人希望其能在成本，快充，循环和安全上给出更多的信息。哦对了，在这里我觉得更该@的是明年蔚来要推出上车的360Wh/kg固态电池，人家SES这个技术挑战虽然大，但是项目的TIMELINE起码逻辑上没毛病，蔚来这个嘛。。。2022年要到了哈。

后记

SES技术上有很多亮点，而且其也把目标明确锁定在了工业化上，所以笔者也试着把思路多往这个方向上靠，希望能给大家一些思路启发。

此外感谢大家一直关注我：），我一定坚持写作，多给大家信息输出。