據(jù)乘聯(lián)會(huì)崔東樹(shù)預(yù)測(cè)，雖然7月份車(chē)市的需求較為疲軟，是傳統(tǒng)車(chē)市淡季，但在以舊換新等相關(guān)政策的刺激下，7月份國(guó)內(nèi)新能源滲透率有望達(dá)到50%。

新能源車(chē)的持續(xù)暢銷(xiāo)，說(shuō)明其更低的補(bǔ)能成本、更強(qiáng)的動(dòng)力輸出等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被更多消費(fèi)者認(rèn)可，但現(xiàn)有的鋰離子電池似乎已經(jīng)來(lái)到發(fā)展瓶頸，在極端環(huán)境下會(huì)容易出現(xiàn)續(xù)航銳減的問(wèn)題，同時(shí)其本身的能量密度不是特別高，因此車(chē)企和電池企業(yè)在努力研發(fā)固態(tài)電池、鈉離子電池或者鈦離子電池，看看能否替代鋰離子電池。

殊不知，這三種電池還沒(méi)有成熟，另一種原材料的電池卻率先被研發(fā)出來(lái)。根據(jù)海外媒體Interesting Engineering報(bào)道，Group1公司宣布正式推出了全球首款18650圓柱形外殼的KIB鉀離子電池，目前已經(jīng)向原始設(shè)備制造商和電池企業(yè)分發(fā)樣品，未來(lái)有可能會(huì)成為傳統(tǒng)鋰離子電池的替代品。

顧名思義，鉀離子電池就是利用鉀離子作為電荷載體。要知道，鋰是相對(duì)稀缺的元素，其地殼豐度僅為0.0017%，而且全球分布不均衡，有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)明年全球鋰礦就會(huì)被采完。而鉀元素的地殼豐度高達(dá)1.5%，是鋰元素的上千倍。

如果鉀離子電池真能被量產(chǎn)上車(chē)，其技術(shù)成熟之后，按照“物以稀為貴”的原則，搭載鉀離子電池的新能源車(chē)極有可能在價(jià)格上更驚喜，但短期的疑問(wèn)是，所謂的“鉀電池”真的值得我們期待嗎？

磷酸鐵鋰電池會(huì)率先被替代？

Group1首席執(zhí)行官Alexander Girau直言：“18650圓柱形外殼鉀離子電池不僅能夠替代傳統(tǒng)鋰離子電池，還能夠在可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性方面帶來(lái)顯著優(yōu)勢(shì)。”

在小通看來(lái)，這款新電池之所以在經(jīng)濟(jì)性方面有優(yōu)勢(shì)之外，除了鉀元素儲(chǔ)存量相對(duì)鋰元素更豐富，其設(shè)計(jì)也是很重要的一點(diǎn)。

要知道，現(xiàn)在廣泛實(shí)用的鋰離子電池也采用18650的尺寸規(guī)則，即直徑為18mm，長(zhǎng)度為65mm，而同樣采用這一規(guī)格的鉀離子電池，就可以快速與采用這一規(guī)格的車(chē)型、設(shè)備快速匹配，給車(chē)企節(jié)省更多的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)成本。

而在最為關(guān)注的性能層面，Alexander Girau表示這款新電池具有出色的循環(huán)壽命，并且能夠在多次充放電循環(huán)后仍保持較高的容量。針對(duì)放電性能，18650圓柱形外殼鉀離子電池可以在3.7V標(biāo)稱(chēng)電壓下運(yùn)行，其能量密度可以達(dá)到與磷酸鐵鋰電池相當(dāng)?shù)?60-180Wh/kg，而三元鋰電池的能量密度普遍在200-300Wh/kg。

在國(guó)內(nèi)新能源市場(chǎng)上，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池屬于共存階段。磷酸鐵鋰電池由于成本較低、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特性，被廣泛應(yīng)用在入門(mén)級(jí)或者中低端車(chē)型，三元鋰電池具備高能量密度、高充放電效率等車(chē)型，普遍應(yīng)用在中高端車(chē)型或者對(duì)續(xù)航有要求的車(chē)型。

就像小鵬P7，兩個(gè)低配版本為了拉低購(gòu)車(chē)門(mén)檻，采用的是來(lái)自億緯動(dòng)力的磷酸鐵鋰電池，雖然續(xù)航里程低一些，但對(duì)預(yù)算不充足且本身就具備良好充電條件的用戶比較友好，其他高配版本均采用三元鋰電池。

小通注意到，安徽國(guó)芯新材料股份有限公司在7月8日已經(jīng)研發(fā)出全球首款可商用的鉀離子電池產(chǎn)品“鉀能壹號(hào)”，但僅應(yīng)用在兩輪電動(dòng)車(chē)上。該產(chǎn)品能量密度為151Wh/kg，綜合續(xù)航里程最高可達(dá)150km，比廣泛采用的鉛酸電池高了三倍左右，接近鋰離子電池的水平，而且生產(chǎn)成本差不多，有望逐步替代鉛酸電池，這也進(jìn)一步印證小通的上述觀點(diǎn)。

結(jié)合18650圓柱形外殼鉀離子電池的能量密度以及產(chǎn)品特性來(lái)判斷，磷酸鐵鋰電池很有可能最先成為其替代品。后續(xù)若能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面的升級(jí)，鉀離子電池有可能會(huì)替代三元鋰電池，當(dāng)然現(xiàn)在談這點(diǎn)仍為時(shí)尚早。

前景很美好但上車(chē)有難度

鉀元素很早就被發(fā)現(xiàn)了，而且資源足夠豐富，但為什么企業(yè)并沒(méi)有及時(shí)將其用在新能源汽車(chē)領(lǐng)域？為了解答這一問(wèn)題，小通從微觀角度來(lái)試著分析。

相比鋰離子，鉀離子的半徑會(huì)更大，這也使得其在電極中的擴(kuò)散性和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)較差，換句話說(shuō)，雖然這種材質(zhì)很穩(wěn)定很安全，但由于太穩(wěn)定，其能量密度和功率密度不會(huì)太高。因此，如何改善鉀離子的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，是鉀離子電池是否可行的第一步。

除了穩(wěn)定之外，未來(lái)還需要開(kāi)發(fā)出高性能鉀離子電池，為此需要不斷優(yōu)化電解液，這就要求電解液必須有助于形成均勻穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面（SEI層），而且具備穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，能夠抑制過(guò)量的副反應(yīng)。

按照目前已知的信息來(lái)看，18650圓柱形外殼鉀離子電池已經(jīng)表明在能量密度接近磷酸鐵鋰電池的情況下，在多次充放電循環(huán)后仍保持較高的容量，說(shuō)明鉀離子電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)初步的技術(shù)突破。

其次是實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化，其中最關(guān)鍵的就是構(gòu)建全電池系統(tǒng)。鋰離子電池目前已經(jīng)逐步完善全電池系統(tǒng)，車(chē)企可以根據(jù)電池的反應(yīng)機(jī)制計(jì)算/配對(duì)每個(gè)電極，從而對(duì)每個(gè)電芯的健康情況都了如指掌?，F(xiàn)階段的鉀離子電池仍是初步階段，這點(diǎn)仍需要工程師對(duì)每個(gè)電芯進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)理分析和優(yōu)化。

最后則是電池安全問(wèn)題。鋰離子電池已經(jīng)完成商業(yè)化，但其安全問(wèn)題依然被消費(fèi)者關(guān)心。小通了解到，鉀離子電池在較寬溫域可保持穩(wěn)定的性能，但是鉀離子電池在低溫環(huán)境下容易出現(xiàn)性能下降和熱失控的問(wèn)題。

在小通看來(lái)，鉀離子電池其實(shí)已經(jīng)具備低成本的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)方面的問(wèn)題還得留到以后去解決，目前鉀離子電池要想被電池廠商和車(chē)企廣泛使用，除了價(jià)格夠低之外，還得需要解決消費(fèi)者對(duì)這款新型電池的信任問(wèn)題。這點(diǎn)如果不能解決，沒(méi)有消費(fèi)者愿意入手，自然不會(huì)吸引廠商大量下單。

動(dòng)力電池格局或?qū)ⅰ叭痔煜隆?/strong>

毫無(wú)疑問(wèn)，現(xiàn)在新能源車(chē)市的主流是鋰離子電池，像寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、欣旺達(dá)等電池企業(yè)，旗下的鋰離子電池都是業(yè)務(wù)大頭，即便有些車(chē)企為了將更多“蛋糕”掌握在這里手里，選擇自研車(chē)企，但絕大部分都是鋰離子電池，比如蔚來(lái)的46105大圓柱電池、埃安的P58微晶超能電池以及特斯拉4680電池等等。

經(jīng)過(guò)技術(shù)迭代和設(shè)計(jì)調(diào)整，這些鋰離子電池已經(jīng)在能量密度、安全性和使用壽命都達(dá)到較高的水準(zhǔn)，雖說(shuō)仍存在續(xù)航不夠扎實(shí)的問(wèn)題，但就技術(shù)成熟度而言，鋰離子電池在車(chē)市未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間都會(huì)是主角。

在大部分消費(fèi)者看來(lái)，電池品質(zhì)高、續(xù)航能夠滿足出行需求就可以了，但在車(chē)企的角度來(lái)看并不是這樣，就像前文所說(shuō)的，鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)來(lái)到瓶頸。為了搶占新領(lǐng)域的紅利，有些企業(yè)開(kāi)始研究全新的電池，其中就包含上述提到的鉀離子電池，還有鈉離子電池和鈦離子電池。

鈉離子電池和鉀離子電池有點(diǎn)相似，而且其穩(wěn)定性比鉀離子電池更高，但能量密度僅在120Wh/kg左右，不如鉀離子電池，與磷酸鐵鋰電池相比更沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力；鈦離子電池具備高安全性、快速充放電、自放電小等優(yōu)勢(shì)，但電池能量密度低、價(jià)格高昂等短板讓鈦離子電池很難落地，更別說(shuō)量產(chǎn)上車(chē)了。

有的企業(yè)已經(jīng)將眼光看向全新形態(tài)的固態(tài)電池，固態(tài)電池的特點(diǎn)很突出，能量密度可以達(dá)到400Wh/kg，而且電解質(zhì)不易受溫度影響、不易燃燒和揮發(fā)，還能適配更高的快充技術(shù)，唯一的短板便是成本太高。

為了解決成本高這一問(wèn)題，上汽與清陶已經(jīng)在固態(tài)電池領(lǐng)域合作，努力將固態(tài)電池的成本降到同等規(guī)格三元鋰電池的七成以上；豐田電池表示已經(jīng)簡(jiǎn)化了制造固態(tài)電池所用材料的生產(chǎn)過(guò)程，可以大幅度縮短汽車(chē)充電時(shí)間、增加續(xù)航里程，并預(yù)計(jì)在2027年開(kāi)始將固態(tài)電池量產(chǎn)上車(chē)。

也就是說(shuō)，固態(tài)電池逐步被更多車(chē)企認(rèn)為是行業(yè)的未來(lái)。既然如此，小通不妨大膽猜測(cè)電池領(lǐng)域的未來(lái)格局：

1.鋰電池技術(shù)非常成熟，并且被眾多主流車(chē)企和電池企業(yè)掌握，即便續(xù)航衰退快等短板沒(méi)有完全解決，但在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍是占據(jù)市場(chǎng)的大頭。

2.其次是多家車(chē)企投入的固態(tài)電池。隨著多家車(chē)企公布固態(tài)電池技術(shù)量產(chǎn)上車(chē)的年限，部分車(chē)型逐步應(yīng)用半固態(tài)電池，固態(tài)電池極有可能會(huì)是未來(lái)電池領(lǐng)域的主角之一。

3.即便車(chē)企表示要下降固態(tài)電池的成本，但搭載固態(tài)電池的新能源汽車(chē)不會(huì)便宜。換而言之，固態(tài)電池車(chē)型將占據(jù)高端新能源汽車(chē)市場(chǎng)，鋰離子電池的覆蓋面更廣。倘若鉀離子電池被持續(xù)研發(fā)，按照其穩(wěn)定安全的特性，未來(lái)可能取代磷酸鐵鋰電池的地位，走入門(mén)級(jí)市場(chǎng)這條路。

簡(jiǎn)而言之，高端看固態(tài)電池、中端看鋰離子電池、低端看鉀離子電池，最終動(dòng)力電池領(lǐng)域形成“三分天下”的格局。