第一款18650钾离子电池问世，汽车动力电池将“三分天下”？

根据协会崔东树的预测，虽然7月份汽车市场需求疲软，是普通汽车市场的淡季，但在新旧置换等相关政策的刺激下，预计7月份国内新能源渗透率将达到50%。

新能源汽车的持续热销证明了其更低的能源补充成本和更强的动力输出的优势得到了更多消费者的认可。然而，现有的锂电池似乎已经到了瓶颈问题，在极端环境下很容易导致电池寿命急剧下降。同时，其能量密度也不是特别高。因此，汽车公司和电池公司正在努力开发固体电池、钠离子电池或钛离子电池，看看它们是否可以替代锂电池。

然而，这三种电池并不完善，而另一种原材料的电池却率先开发出来。据海外媒体报道，Interesting 据Engineering报道，Group1公司宣布，KIB钾离子电池是世界上第一个18650圆柱形外壳，目前已向原设备制造商和电池企业发放样品，未来可能成为传统锂离子电池的替代品。

正如其名称所示，钾离子电池是以钾离子为电荷媒介的。要知道，锂是一种比较稀缺的元素，其地壳丰度只有0.0017%，而且全球分布不平衡，有业内人士预计明年全球锂矿将被采集。而且钾元素的地壳丰度高达1.5%，是锂元素的几千倍。

如果钾离子电池真的能量产上车，技术成熟后，按照“物稀为贵”的原则，配备钾离子电池的新能源汽车很可能会在价格上更加惊喜，但短期的问题是，所谓的“钾电池”真的值得期待吗？

磷酸铁锂电池将首先被替代？

Group1CEOAlexander Girau直言：“18650圆柱形机壳钾离子电池不仅可以替代传统锂电池，而且可以在可持续性和经济性方面带来显著的优势。

在小通看来，这款新电池之所以具有经济优势，是因为它的设计也是非常重要的一点，除了与锂元素相比，钾元素储存更丰富。

要知道，现在普遍实用的锂电池也采用了18650的尺寸规则，即直径18mm，长度65mm，而同样选择这种规格的钾离子电池，可以快速匹配这种规格的车型和设备，为汽车企业节省更多的设计和开发成本。

但是在最关注的性能方面，Alexander Girau表示，这种新型电池具有优异的循环寿命，并能在几次充放电循环后保持较高的容量。对于放电性能，18650圆柱形机壳钾离子电池可在3.7V标称电压下运行，其能量密度可达160-180Wh/磷酸铁锂电池。kg，而且三元锂电池的能量密度基本在200-300Wh/kg。

磷酸铁锂电池和三元锂电池是国内新能源市场的并存阶段。磷酸铁锂电池因其低成本和稳定的化学结构而被广泛应用于入门级或中低档车型。三元锂电池具有高能量密度和高充放电效率，广泛应用于中高端车型或对电池寿命有要求的车型。

就像小鹏P7一样，为了降低购车门槛，两个低端版本选择了来自亿纬动力的磷酸铁锂电池。虽然续航里程较低，但对预算不足、充电要求好的客户友好，其他高端版本采用三元锂电池。

小通注意到，7月8日，安徽国鑫新材料有限公司开发了世界上第一款可商用钾离子电池产品“钾能一号”，但仅用于两轮电动汽车。该产品的能量密度为151Wh/h/kg，综合续航里程最高可达150公里，比广泛使用的铅酸电池高三倍左右，接近锂离子电池的水平，生产成本相似，有望逐步取代铅酸电池，进一步证实了小通的上述观点。

结合18650圆柱形外壳钾离子电池的能量密度和产品特性，磷酸铁锂电池很可能首先被替代。如果后续技术升级能够实现，钾离子电池可能会取代三元锂电池。当然，现在谈这个还为时过早。

前景很好，但是很难上车。

钾很早就被发现了，资源也足够丰富，但是为什么公司没有及时在新能源汽车领域使用呢？为了回答这个问题，小通试图从微观的角度进行分析。

与锂离子相比，钾离子的半径更大，这也使得它在电极中的扩散性和反应动力学差。也就是说，这种材料虽然稳定安全，但能量密度和功率密度不会因为太稳定而太高。因此，如何改善钾离子的反应动力学是钾离子电池是否可行的第一步。

除了稳定性，未来还需要开发高性能钾离子电池，因此需要不断优化电解液，这就要求电解液必须有利于形成均匀稳定的固体电解质界面(SEI层)，具有稳定的化学性质，可以抑制过度的副作用。

根据目前已知的信息，18650圆柱形外壳钾离子电池表明，当能量密度接近磷酸铁锂电池时，钾离子电池在多次充放电循环后仍然保持较高的容量，这表明钾离子电池已经取得了初步的技术突破。

其次是实际应用和商业化，其中最重要的是构建全电池系统。目前，锂电池已经不断完善整个电池系统。汽车公司可以根据电池反应机制计算/匹配每个电极，然后了解每个电池的健康状况。目前钾离子电池还处于初期阶段，工程师仍然需要对每个电池进行全面的机制分析和优化。

最后是电池安全问题。锂电池已经商业化，但其安全性仍然受到消费者的关注。小通了解到，钾离子电池在较宽的温度范围内可以保持稳定的性能，但在低温环境下，钾离子电池容易出现性能下降和热失控的问题。

在小通看来，钾离子电池其实有低成本的优势，未来还要处理技术问题。目前，如果钾离子电池被电池制造商和汽车制造商广泛使用，除了价格低廉之外，还需要解决消费者对这种新型电池的信任问题。如果这个处理不了，没有消费者愿意入手，自然不会吸引厂家大量下单。

动力电池格局或将“三分天下”

毫无疑问，新能源汽车市场的主流是锂电池，如当代安普瑞斯科技有限公司、中创新航空公司、新旺达等电池公司。他们的锂电池都是业务大头。即使一些汽车公司选择自主研发的汽车公司来掌握更多的“蛋糕”，但大多数都是锂电池，如蔚来的46105大圆柱形电池、埃安的P58微晶超能电池和特斯拉的4680电池。

经过技术迭代和设计调整，这些锂电池已经达到了更高的能量密度、可靠性和使用寿命。虽然电池寿命不够优秀，但就技术成熟度而言，锂电池将是未来汽车市场的主角。

对于大多数消费者来说，电池质量高，续航能够满足出行需求就足够了，但是从汽车公司的角度来看，并非如此，正如前面所说，锂电池技术的发展已经到了瓶颈。一些企业开始研究全新的电池，包括上述钾离子电池、钠离子电池和钛离子电池，以获得新领域的红利。

钠离子电池和钾离子电池有点相似，稳定性比钾离子电池高，但能量密度只有120Wh/kg左右，不如钾离子电池，比磷酸铁锂电池更没有竞争力。钛离子电池具有安全性高、充放电快、自放电小的优点，但由于电池能量密度低、价格高等缺点，钛离子电池难以落地，更不用说量产上车了。

一些企业已将目光投向全新形式的固态电池，其特点十分突出，能量密度可达400Wh/h。kg，而且电解质不容易受到温度的影响，不容易燃烧和挥发，还可以适应更高的快充技术，唯一的缺点就是成本太高。

为了解决成本高的问题，SAIC和陶瓷已经在固态电池领域合作，努力将固态电池的成本降低到同规格三元锂电池的70%以上。丰田电池表示，制造固态电池所用材料的生产过程已经简化，可以大大缩短汽车的充电时间，增加续航里程。预计固态电池将于2027年量产上车。

换言之，固态电池逐渐被更多的汽车公司认为是行业的未来。在这种情况下，小通可能希望大胆猜测电池领域的未来格局:

1.锂电池技术非常成熟，并被许多主流汽车公司和电池公司掌握。即使电池寿命快速下降等缺点没有完全解决，它仍然会在未来很长一段时间内占据市场的大部分。

二是多家汽车公司投资的固态电池。随着多家汽车公司公布的固态电池技术量产上车年限，部分车型逐渐使用半固态电池，固态电池很可能是未来电池领域的主角之一。

3.即使汽车公司建议降低固态电池的成本，配备固态电池的新能源汽车也不会便宜。换句话说，固态电池车型将占据高端新能源汽车市场，锂离子电池覆盖面更广。如果钾离子电池不断研发，未来可能会取代磷酸铁锂电池的地位，根据其稳定安全的特点进入门级市场。

简单地说，高档观看固态电池，中端观看锂电池，低端观看钾离子电池，最终在动力电池领域形成了“三分天下”的局面。

文章来自“电车通”，36氪经授权发布。

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