最近几天，电池安全问题再次成为热议的话题。在一起高速公路事故中，一辆电动汽车与洒水车相撞后起火，造成一家三口包括丈夫、弟弟及两岁小孩的悲剧死亡，一家人瞬间被夺走了生命。在另一起事件中，成都街头一辆电动汽车突然燃烧，事故画面触目惊心。这些事件让人感到非常沉痛，生命仿佛脆弱至极，转瞬即逝，这种情况是否可以归咎于液态电池的“不可抗力”？如果固态电池能够早日面市，是否能够避免这样的悲剧？
同时，有两条相关的新闻引人注目。一条是宁德时代推出了一款可以在10分钟内充满电，续航能达到600公里的快充电池，实现了“每秒充1公里”的目标，但这款电池依旧采用了液态的磷酸铁锂电池。另一条新闻则是宁德时代表示，其固态电池技术目前仅达到4级成熟度，预计到2027年能够达到7-8级，但即便如此，大规模量产仍显遥远。
这些信息是否让人感到一种悲观情绪？虽然今年固态电池的讨论非常热烈，但似乎只有声音没有实质性的进展，至今市场上还未看到固态电池量产车型的出现。即便是全球最大的汽车动力电池制造商也表达了固态电池尚未成熟的观点，似乎这种无法抗拒的悲剧还将继续。固态电池的发展现状如何？真正安全的电动汽车还需要多久才能实现？通过宁德时代的固态电池研发情况，我们或许能对这一问题有更清晰的认识。
固态电池的主要目标之一便是提高安全性。由于全固态电池不含易燃的液态电解质，从本质上讲它更为安全，即使发生撞车穿透也不会引起爆炸或燃烧。丰田公司曾经提出，电动汽车的市场份额最多只能达到30%，其背后的主要原因可能也是对安全性的担忧，多数人还在观望。
目前多个国家都在制定固态电池的发展规划与战略，并投入巨资，这反映了电池在未来战略中的重要地位。我曾多次提到，未来的信息社会将把芯片和电池视为基础的战略产品，就如同农业社会的铁锹和粮食，工业社会的机器和石油一样。由于人体能够自然储能，因此能够持续运行数百万年，而未来的车辆、船舶、飞机、机器人、人工智能等，都需要稳定的、容量大、充电快、安全性高的电池，固态电池的问世，可能真的标志着智能文明的新起点。
宁德时代指出，固态电池电解质可以分为聚合物、氧化物和硫化物三种主要路线，每种材料都有其优缺点。聚合物的离子电导率和氧化稳定性较差，氧化物电解质过于硬，易导致刚性界面接触问题，硫化物则容易与空气中的水反应，产生有毒的硫化氢气体，且其制备工艺复杂、成本高昂。尽管如此，硫化物路线的进展相对较快，其量产的可能性较大。
这与之前的看法有所不同，很多人认为氧化物电解质的研发进展最快，例如蔚来声称已经量产半固态电池，以及美国几家以氧化物为主的公司。然而，持有固态电池专利最多的日本，以及宁德时代的主攻方向，都选择了硫化物路线，但其前景不容乐观。根据宁德时代首席科学家吴凯最近的表述，目前固态电池面临四大挑战：
第一，固-固界面问题，包括正极和电解质间接触不充分，以及负极充放电时的体积膨胀等，这些都会影响电池的循环寿命和性能。
第二，锂金属负极的问题，虽然其能量密度高，但锂枝晶的问题仍未得到解决，容易引发短路失效。
第三，硫化物电解质容易与空气中的水反应，产生硫化氢，导致电解质结构坍塌，破坏电池的整体结构。此外，硫化物的合成也非常困难，成本高昂。
第四，从液态电池到固态电池的生产转变，面临的技术和工艺挑战繁多，需要巨大的时间和资金投入。
宁德时代在固态电池方面已有超过十年的研发经验，拥有近千名研发团队成员，已在正极材料、锂金属负极、硫化物稳定性及工艺难点等方面取得一定进展，其复合正极已实现了6000次循环，锂金属负极的库伦效率也超过了99.9%，并已建成了10Ah级全固态电池验证平台。
这些进展也在其他竞争对手那里得到了验证，所以在固态电池研发上，大家可能都处于相似的阶段。宁德时代预计到2027年能实现基本量产，这可能反映了固态电池行业的平均进度，与丰田的预测相符，估计固态电池的普及还需要等待约三年。
但即使固态电池问世，能否彻底解决安全问题仍是未知数。电池爆炸虽然是小概率事件，但在庞大的装车量面前，这种小概率事件也可能成为必然。令人痛心的是，这种小概率事件可能需要用生命来偿
还。随着电动汽车保有量的不断增加，电池使用寿命的延长，发生的燃烧爆炸事件也可能会逐渐增多。2023年全球电动汽车保有量大约为4000万辆，如果按每辆车平均2000颗电池计算，总计有800亿颗电池，其中任何一颗出现问题，都可能导致一辆车的损毁。
固态电池虽然可以在小概率事件上进一步降低概率，但即使本质上更为安全，也无法完全消除人们的疑虑，需要更长时间的检验。因此，许多人认为固态电池要到2030年才可能全面普及，这种观点似乎还算客观，但这样的等待让人感到有些无奈。
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