干旱革命:電池制造方式的重塑
若詢問普通車主對汽車的需求,答案不會是百公里加速時間或紐博格林賽道圈速紀錄,而是安靜、舒適、可靠且使用成本低廉的座駕。在這些維度上,電動汽車(EV)的表現已全面超越燃油車 —— 響應更敏捷、維護更簡便,且完全契合大眾對可持續未來的構想。畢竟,沒人會憧憬一座被尾氣籠罩的未來城市。
然而,電動汽車的大規模普及并非由車迷推動,而是取決于普通消費者的選擇。對這類消費者而言,電動汽車的售價依舊偏高。據國際能源署統計,2024 年全球電動汽車銷量占新車總銷量的比例已突破 20%,但真正實現全民普及的拐點仍未到來。多家西方主流車企已釋放出謹慎信號:例如,通用汽車于去年 12 月暫停了凱迪拉克 Lyriq 與 Vistiq 車型的生產,并計劃在 2026 年初前,僅讓田納西州斯普林希爾工廠維持單班制生產。這一舉措,正是對美國市場短期需求疲軟與成本上漲壓力的回應。與此同時,全球純電動汽車市場的增長動力正由中國市場主導。當全球需求持續攀升,而西方車企卻選擇放緩生產節奏時,整個行業或許正迎來一輪大洗牌。車企若長期在成本上落后于中國競爭對手,必將難以立足;只有少數能夠縮小成本差距的企業,才能在這場競爭中笑到最后。而縮小成本差距的關鍵,歸根結底在于大幅降低電池的制造成本。
要實現電動汽車的真正大眾化普及,其續航里程與售價必須與燃油車持平 —— 具體而言,需達到約 400 英里續航,且售價控制在 2 萬至 2.5 萬美元區間。這一目標的實現難度極大,因為電池成本約占電動汽車總成本的 40%,而電芯本身的成本又在電池總成本中占據主導地位。彭博新能源財經最新的電池價格調查報告指出,電芯的制造成本,已成為決定一款車型能否以親民價格實現盈利的核心因素。
成本的核心構成
據美國得克薩斯州奧斯汀市能源技術咨詢公司 Thunder Said Energy 的數據顯示,電動汽車電芯成本中,約 70% 來自材料 —— 包括正極與負極活性材料、隔膜、集流體;剩余 30% 則為制造成本。因此,要降低電芯成本,材料與制造工藝的雙重突破缺一不可。
目前,磷酸鐵鋰(LFP)、鎳錳鈷(NMC)等主流電池化學體系的成本與性能正穩步提升,科研人員也在探索更廉價的集流體材料,并通過低成本硅摻雜負極來提高電池能量密度。但即便材料技術不斷迭代,電芯的制造工藝卻數十年來幾乎沒有實質性變化。
當前主流的電極濕法涂布工藝,其核心流程與數十年前相比并無二致:將活性粉末與有毒溶劑混合制成漿料,涂覆在金屬箔材表面,隨后送入長達一個足球場的工業烘箱中烘干。2022 年《電源雜志》的一項研究指出,一座年產能 50 吉瓦時的電芯工廠(足以滿足約 100 萬輛電動汽車的電池需求),僅烘箱設備就需要持續消耗 50 兆瓦電力 —— 據美國能源信息署測算,這一耗電量相當于約 4 萬戶家庭的總用電需求。由此可見,濕法工藝的環境成本與資本投入都極為高昂。
重構工廠生產流程
正因如此,行業的目光正轉向電極干法制造工藝。從理論上講,若能在電極涂布環節摒棄溶劑,不僅能大幅降低能耗與成本,還能顯著縮小工廠的占地面積。但要實現干法涂布的規?;慨a,難度卻超乎想象 —— 沒有液體作為介質,不僅難以將超細粉末均勻混合與鋪展,還難以保證電極與集流體之間的強附著力,同時還要避免在生產過程中因熱量與摩擦損傷材料性能。
我所在的 Anaphite 公司(位于英國布里斯托爾),耗時近五年研發出了一種名為干法涂布前驅體(DCP)的創新技術。該技術的核心流程如下:首先使用低毒性溶劑將各材料組分均勻分散,隨后通過機械方式去除溶劑,再進行干法涂布。最終得到的成膜粉末,其特性與動力沙類似 —— 松散狀態下呈顆粒狀,受壓時則展現出優異的粘結性。在生產過程中,這種粉末會轉化為光滑且柔韌的電極層,與集流體實現高強度粘結。
這項技術的效益十分顯著:涂布環節能耗降低 85%、電芯生產成本最高可下降 40%、工廠占地面積縮減 15%,同時還能保證產品良率與性能不受影響。這些成本優勢會產生連鎖反應 —— 電芯成本哪怕只是下降幾個百分點,都足以決定一款車型是停留在小眾市場,還是成功打入大眾消費領域。

Anaphite 電池和電極團隊的一名成員負責制備使用公司專有干涂層前體制成的電池電池進行測試。
通往同一目標的道路
阿納菲特并非唯一在追求這一目標的人。在最近一期《Volts》播客中,總部位于加州圣何塞的首席技術官卡爾·利陶(Karl Littau)描述了他們公司的無溶劑“激光打印”方法,他將其比作“給蛋糕涂糖霜——卻沒有混亂”。Sakuù的Kavian平臺不是用濕漿和烤箱,而是通過加熱和壓力將干粉直接熔融到錫箔上。他們的方法可以通過簡單更換材料筒,打印幾乎任何化學成分的電極——LFP、NMC,甚至尚未發明的配方。在試點項目中,Sakuù報告稱其工藝可將二氧化碳排放減少約55%,工廠規??s小60%,并將公用事業成本削減一半以上。
這些機器本身模塊化且緊湊——“它們可以放在車庫里,”利陶說——這使得制造商通過增加設備來擴大生產規模,而無需建造龐大且耗能的設施。雖然Anaphite和Sakuù走的是不同的工程路線,但目標是一致的:一個低成本、低能耗、高通量的電池制造未來。
技術突破的深遠意義
干電極技術的優勢不止于降本增效。它還能實現更厚的電極設計,從而降低非活性材料在電池中的占比,同時提升電池的質量能量密度與體積能量密度。最終帶來的直接效益是:電池的每千克、每立方厘米續航里程均得到提升。將這一優勢與電動汽車本身具備的靜音、平順、低使用成本等特性相結合,電動汽車的全面普及將成為不可逆轉的趨勢。
無論是依托 DCP 技術、Kavian 平臺,還是實驗室中蓄勢待發的下一項創新突破,干電極革命都有望推動清潔出行真正走進大眾生活 —— 讓購買電動汽車不再只是一種更環保的選擇,更是一種理所當然的選擇。







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