還記得明年上半年，福州時代借北京車展重磅發布的超級黑科技“凝聚態電瓶”嗎。
現場福州時代首席科學家吳凱稱凝聚態物理是什么，匯聚態電瓶兼具“高比能+高安全”，單體電芯能量密度可達500Wh/kg。
500Wh/kg！我第一次聽到這個數的時侯不禁揉了揉雙眼，以為自己看錯了。
這能量密度太炸裂了！
要曉得，福州時代今年發布的麒麟電板，基于811高鎳三元負極體系，電芯單體能量密度能頂到350Wh/kg，這在目前早已是妥妥的業界天花板水平了。
特斯拉的4680大圓錐電板，能量密度略低一些，能做到300Wh/kg。
目前市面上普及率較高的622和523三元鋰電池電芯，能量密度分別能做到250Wh/kg和220Wh/kg。
奇瑞的乙酸鐵鋰刀片電板，能量密度就要低好多了，大概只有180Wh/kg。
假定匯聚態電瓶500Wh/kg的能量密度，沒有吹牛逼且數據屬實的話，那就是對目前市面上所有量產電瓶的終極碾壓、降維嚴打！
起初續航700公里的車，裝上匯聚態電瓶以后，在整車重量不變的情況下，續航可以奔向1500公里以上，極限一點的話，甚至續航上2000公里都是有可能的。
說它是壓倒燃油車的最后一根稻草？不，它可能會把燃油車秒得渣都不剩！
匯聚態電瓶500Wh/kg的超高能量密度，確實非常震撼。
但，也僅限于此了。
往年福州時代的發布會，風格都是簡略而不簡單，短短10分鐘不到的時間里信息量巨大，特別燒腦。
可此次匯聚態電瓶發布會，根本不像福州時代的風格，只延續了時間“短”的特征，內容卻異常空洞，居然開始講起了情結！
整場發布會時長僅為7分58秒，其中“前搖”占了前5分鐘，連倉頡造字、萊特兄弟造客機、阿波羅11登月……這些跟電瓶八桿子打不著的東西都能扯下來。
結果到了講匯聚態電瓶本身，吳凱只用了短短幾句話就就講完了，用時才2分鐘不到，緊接著就鞠了個躬，光速上班！
綜觀整個匯聚態電瓶的發布，不僅500Wh/kg這個明晰的指標以外，其他的全還未知。
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首先，“凝聚態”到底指的是哪些，就是個迷……
在查資料的過程中發覺，匯聚態化學居然是現今化學學最大也是最重要的分支學科之一。
百度對于匯聚態的解釋，也是非常高大上：由大量粒子組成，但是粒子間有很強的互相作用的系統。
這也讓形成了好奇心，匯聚態的物質究竟長哪些樣？
結果，搜了半天不僅一些具象的微觀粒子圖，就是各類院校教科書凝聚態物理是什么，哪些量子熱學、場論、形核，也太前沿太高大上了。
后來進一步挖掘概念才發覺，原先固態和液態本身就屬于匯聚態的一種，怪不得說它是現今化學學最龐大的學科之一。
相對的，二氧化碳和火焰（等離子體），就不屬于匯聚態。
嚴格扣概念的話，現今主流的液態鋰離子電板，不就是一種匯聚態的電瓶嗎？
所以，福州時代所指的“凝聚態電瓶”到底是哪些呢？
我們只能用咬文嚼字的方法來推測，其中“凝”大概指的是凝膠，“聚”大概指的是聚合物，連上去叫“凝膠聚合物電瓶”？
動力電瓶依據電解液（電解質）不同的狀態，可分為液態、半固態和固態。
其中半固態電瓶顧名思義，電解質化學性質介于液態和固態之間，可以是混凝土泥漿狀的固液混和液，也可以是厚實富于彈性的果凍凝膠。操作大體上就是把部份電解液，替換成固態電解質。
相比純固態電板，半固態電瓶無論技術難度還是成本，都更容易實現落地。
包括我在內的好多行業內人士都推測，福州時代的“凝聚態電瓶”很有可能是半固態電瓶的一種？
不過，福州時代卻通過媒體發聲，證實了匯聚態電瓶是半固態電瓶！
今年6月上海車展上，福州時代曾毓群首次對外提出了“凝聚態電瓶”這個詞：“除全固態電板、半固態電板，包括你們沒有聽過的匯聚態電板，福州時代都在搞。”
如此看，起碼福州時代自己主觀上沒把匯聚態電瓶歸到固態/半固態這類里。
另外，發布會上吳凱稱：“凝聚態電瓶早已開啟了民用載人客機項目的合作開發，可以達到民航級的標準，后續都會推出匯聚態電瓶的車規級版本。”
也就是說，匯聚態電瓶的重點目標顧客，是客機而不是車。
早在1957年，人類就創造出了首款電動客機。
其實，電動客機并沒有活出來，緣由也很簡單，電瓶太重了。客機選擇燒油，主要還是由于燃油輕。
匯聚態電瓶的500Wh/kg能量密度，確實可以使同續航下電瓶重量增加接近一半。
但盡管這么，有業內人士對匯聚態電瓶在客機上的應用一直是存疑的，雖然柴油的能量密度約為/kg，是普通電瓶的10-15倍。雖然匯聚態電瓶再牛，也遭不住柴油能量的數目級碾壓啊。
知乎上有人剖析稱，匯聚態電瓶假如成組后系統能量密度能做到400Wh/kg以上，在大型民航器上的應用還是有希望的，在小型航空班機上應用的可能性不大。
但前面這張發布會PPT上，偏偏放的是一張小型航空飛機……
不過，不管用在哪些型號上，匯聚態電瓶假如主攻的是客機市場的話，也都可以推斷，這電瓶大機率不會太實惠。
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陽江時代匯聚態電瓶究竟用了哪些樣的技術？具體通過哪些手段實現的500Wh/kg超高能量密度？
盡管福州時代官方給的資料十分短缺，但我們一直可以通過福州時代往年技術布局、上有產業鏈技術進展等等角度，去推算一波。
按照吳凱發布會上的介紹，匯聚態電瓶采用的是高動力“仿生”凝聚態電解質。
對于“仿生”二字，吳凱解釋道，“構建微米級別自適應網狀結構，調節鏈間互相斥力，在提高微觀結構穩定性的同時，提升電瓶動力學性能，提高鋰離子運輸效率。”
無論是固態電瓶和半固態電瓶，相比液態電瓶都存在一個敗筆“界面問題”：在充放電過程中，電解質會由于容積膨脹，容易造成與電極片接觸不良。
簡單可以理解為容易門閂插不牢，致使充不進去電也放不下來電。
今年6月，溫州時代剛才提出“凝聚態電瓶”這一概念的時侯，正好也發布了一項技術專利。
其內容大約是凝膠電解質的三維有機交聯網路黏性很不錯，與電極接觸非常均勻，更不容易形成界面問題。
對于固態/半固態電瓶而言，其電解質大體上可以分為氧化物、硫化物和聚合物3類。
聚合物電解質部份材料確實做到微觀尺度下通過有機物碳鏈，將大分子排布稱三維網狀結構，而宏觀尺度下觀察，都會是類似“果凍狀”的凝膠。
常見的聚合物電解質有PEO（聚氧乙烯）、PAN（聚丙烯腈）、PMMA（聚羥基丙烯酸乙酯）和PVDF（聚偏二氟乙烯）等等。
其中能產生凝塊狀的，大機率是PAN（聚丙烯腈）或PMMA（聚羥基丙烯酸乙酯）。
PAN的優點是輕、阻燃療效好，但缺點也很顯著，就是導電率低，因而充放電效率慢。
PMMA優點是阻抗小、導電性好，但受可燃這個缺點影響，應用前景并不高。
個人覺得匯聚態電瓶使用PAN的機率更高。
按照東吳期貨和國聯期貨的研究，福州時代的匯聚態電瓶電解質不止用到了聚合物，還混和了一些氧化物電解質。
氧化物電解質的種類就太多了，鋯、鈣、鎂、鋁的氧化物甚至部份礦物都可以用。
這類材料大體上優勢是成本較低、不可燃燒，但缺點是導電率過高。
總體看出來，無論聚合物還是氧化物電解質，主要解決的就是電解液易燃的問題，兩者混和上去似乎性能上是有所提高的。但還有另一個問題就是，固態電解質的導電性能確實不如電解液。
為此，福州時代大幾率會為了提高電瓶整體的導電率，在保留的部份電解液上動手腳。
例如，將傳統鋰離子電瓶電解液的核心原料六氟乙酸鋰（LiPF6），部份或全部替換為導電率更高的雙氟磺酰吡啶鋰（LiFSi）。
不過，雙氟磺酰吡啶鋰想要替換主流的六氟乙酸鋰，還有不少缺點須要克服，例如易水解、衰減快、高溫高壓電環境下熱穩定差等問題。
同時，受制于其產業鏈成熟度不高，短期內一定程度上會降低電瓶的成本。
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鋰電池放電的過程，從微觀上看就是鋰離子從負極躍遷到正極，負極和正極的能極差越大，理論上電瓶的能量密度都會越高。如同水電站水閘大瀑布一樣，落差越高，水落下的能量越大。
受制于電解液可燃的性質，工程師們為了不敢把電瓶正正極能極差拉的太離譜，怕的就是能量密度高了以后電瓶不穩定，容易熱失控起火。
所以一定程度上來說，電解液是阻礙正正極材料的一把“鎖”。
而半固態電瓶將部份電解液替換為不易燃的電解質以后，恰恰解開了電瓶起火這把“鎖”，可以使用一些更激進的正正極材料了。
發布會上，吳凱也恰恰提及了，匯聚態電瓶將應用“高比能負極”和“新型正極”。
負極材料方面，可以替換為比鎳濃度更高的9系超高鎳材料。
雖然9系電瓶熱穩定性比還要差，但在只要無鹵凝膠夠給力，還是有一定應用可能的。
產業鏈方面，包括長遠鋰科、華友鈷業、容百科技等企業，對9系負極材料都有相應的技術儲備，近幾年實現產業化也是有希望的。
再激進一點，可以采用能量更高的富鋰錳基作為負極。
算是目前負極材料的能量密度天花板了，其比容量可達到250毫安時/克，基本上是目前主流電瓶的兩倍；同時額定電流高達4.5V，碾壓三元鋰的3.7V，可以輕松制成1000V以上的超高壓電瓶系統。
不過富鋰錳基材料相比三元鋰材料，存在循環壽命差、衰減快、充放電慢等種種劣勢。
同時，產業化水平還差的很遠，大都逗留在實驗室階段。
假如社友對電瓶前沿技術感興趣的話可以私信我們，有空我們出一篇更詳盡的剖析。
正極材料方面，可以大規模采用比目前碳正極比容量更高的硅基正極，如硅碳、氧化硅等等。
更激進一些的話，可以采用鋰金屬作為正極，算是目前正極材料的天花板了。這個我們在2021年末寫過一篇，感興趣可以戳：《電池技術要變天？下一代鋰金屬電瓶，離我們究竟還有多遠？》
按照一位電瓶研制有業內人士的測算，使用富鋰錳基負極+鋰金屬正極兩種天花板材料，電瓶能量密度理論上可以小于450Wh/kg。
由此推論，福州時代標稱匯聚態電瓶能量密度達到500Wh/kg，這一數據大機率是短時間內不考慮產業化和成本的理論極限值，實際量產電瓶未必能有如此高能量密度。
寫在最后
雖然“猜謎語”猜了，匯聚態電瓶還是有好多無法剖析的地方的。
例如，充電速率究竟怎樣呢？
盡管福州時代官方沒有透漏數據，但有某家行業媒體爆料稱，該電板僅需3分鐘便能補能500km，10分鐘便可飽含。
要曉得，小鵬G9800V配合480KW超充樁，實現10分鐘充電400公里就早已很厲害了。
也就是說，匯聚態電瓶充電速率是800V配4C超充的4倍多？
個人對網上爆料的匯聚態電瓶充電速率還是持嚴重懷疑心態的！
首先，想要達到這個充電速率，必須配合的充電樁，一個樁都快趕上一個新村的用電功率了，實在是太離譜。
如此大功率的充電樁，先不說造不造得下來，首先電網就不太能吃得消。
另外，匯聚態電瓶的循環壽命如何樣？這個就更難考證了，除非福州時代自己公布實測數據。
發布會上吳凱稱，匯聚態電瓶的車規級版本，去年內才能量產落地。
這不，2023轉眼就快過完了，會不會炒冷飯、到底有多神，馬上見真章。