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中日韓三國為固態電池主導地位爭得破血流,沒想到一家芬蘭小公司贏得毫不費力。
年初CES展,一家成立一年多的芬蘭公司Donut Lab(直譯為“甜甜圈實驗室”)搶先發布了全球首款“可量產、可用于實際車輛”的全固態電池。
按照Donut Lab官方的說法,其電池能量密度400Wh/kg還算正常,考慮到液態鋰電池的理論極限值在350Wh/kg左右,400Wh/kg對全固態電池來說比較克制。
但電池其他參數規格優秀到近乎詭異:5分鐘充至滿電,循環壽命長達10萬次,直接擊穿了蔚來的換電商業模型;零下30°C和零上100°C的極端溫度下,電池容量保持率在99%以上,讓寧德時代顯得很呆。
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Donut Lab展示的全固態電池;圖片來源:CNET
另外,這塊全固態電池還100%采用綠色環保材料,不含稀土,也沒有涉及地緣政治風險的原材料,在精神文明建設上也力壓傳統鋰電池。
一家籍籍無名的芬蘭公司量產了東亞公司久攻不下的固態電池,恐怕只有兩種可能:
1.松下、LG、寧德時代的工程師水平堪憂;2.這是假的。
三個臭皮匠
一個偉大發明的背后,往往有至少一個醉心于技術的人。但Donut Lab官網披露的管理層團隊里,沒有一個人擁有電池研發與制造經驗。
首席執行官Marko Lehtim?ki的創業經歷相當豐富,年輕時成立過說唱組合,后來還和芬蘭說唱歌手Pikku G成立了IT公司AppGyver,2021年被SAP收入囊中[1],但就是沒做過電池。
首席運營官Haydn Baker是唯一一位在汽車行業摸爬滾打過的人,職業經歷非常豐富,但多集中在機械和設計領域,電化學相關履歷一片空白。
不過,三人有一段共同的經歷,都在芬蘭一家電動摩托制造商Verge Motorcycles工作過。這家公司是Donut Lab的母公司,老板是Marko Lehtim?ki的親哥哥。
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從左到右依次是Donut Lab公司的CEO、CTO、COO
Verge盯上電動車市場是最近幾年的事。2024年底,Verge成立技術子公司Donut Lab,CEO這個肥差給了自家人Marko Lehtim?ki,其余二位高管也是直接空降。
雖然沒有電池生產的基因,但嚴格來說,Donut Lab的老本行,是開發電機。
2025年初的CES上,剛剛獨立的Donut Lab就發布了一款輪轂電機,酷似甜甜圈,號稱可以直接和輪圈集成到一起,參數同樣科幻:扭矩全球最大,功率密度全球最高。
當時,工程技術領域的權威雜志IEEE Spectrum還把輪轂電機的發明者保時捷痛批了一番,稱后者只顧沾沾自喜,讓大有潛力的技術停滯不前[2]。
實際上在2019年,Donut Lab的母公司Verge發布首款摩托車原型,就搭載了初代甜甜圈電機。到了2022年底,Verge宣布收到“數百份預訂單”,生產線“準備就緒”。
不過直到現在,這款電機還停留在“展示”階段。
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Donut Lab在去年CES展示的輪轂電機,也可以叫無輪轂電機
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Verge在2019年米蘭國際摩托車展(EICMA)上的展品
到了2025年,Verge又在CES上展出了新款電機。為什么要把電機放在子公司Donut Lab呢?原因可能是科幻電機發布半年后,Donut Lab就拿到了2500萬歐元的投資。
甜甜圈電機的后續進展不得而知,只是同樣的地點,同樣的姿態,Donut Lab又發布了一款震驚全球的全固態電池。
不完美電池
Donut Lab的全固態電池毫不意外引起全球媒體的關注,沒想到芬蘭老鄉第一個站出來打假。
芬蘭最大的數字媒體《晚間新聞》率先下場, 對Marko Lehtim?ki進行了全方位掃描,發現這位CEO參與運營數十家公司,但大多沒有實績。
當地大學電池專家也對Donut Lab非常懷疑:如果Marko Lehtim?ki分享的電池參數規格是準確的,那么應該直接把諾貝爾化學獎給他們。
客觀來說,Donut Lab官方披露的一些參數,確實有點違背產業常識,比如“5分鐘電量從0充至100%”。
一般來說,充電是一個先快后慢的過程。低電量充電速度快,到一定電量就會恒壓充電,最后涓流充電。這和電池的化學特性有關,也有延長電池壽命的考慮。因此,大多數電池公司都會宣傳“XX分鐘充電80%”。
另外,以電池容量60kWh的電動車為例,5分鐘(充電倍率12C)充滿,充電功率至少要720kW。也就是說,Donut Lab跨界干了一年電池,就達到了比亞迪兆瓦閃充的水平,比亞迪應該反思。
全固態電池是產業界爭相追逐的圣杯,但即便耕耘多年的東亞廠商,也不約而同將量產時間放在2027年以后。
固態電池最大的特點是能量密度大幅提升。相比液態鋰電池的350Wh/kg左右的理論極限,目前產業界對全固態電池的目標都在500Wh/kg以上。
一方面,由于正極材料的理論能量密度(Wh/kg)和放電電壓成正比,液態電解質存在電壓瓶頸,固態電解質可以提供更寬的工作電壓,匹配高電壓正極材料,讓更多鋰離子出門工作,大幅提高能量密度。
另一方面,基于固態電解質,負極有機會用上金屬鋰。鋰負極的比容量高于硅碳負極,大約是石墨負極的10倍[5]。在液態電解質中,金屬鋰會持續和電解液發生反應,而固態電解質可以“按住”活潑的鋰。
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傳統鋰電池和全固態電池
除了能量密度,固態電池的安全性理論上也更好。
液態鋰電池受到外部撞擊、或內部形成鋰枝晶,可能導致比頭發絲還薄的隔膜破裂,正負極直接接觸造成短路。因此電池都會進行針刺實驗,觀察是否會熱失控起火。
固態電池中,固態電解質本身充當隔膜,從根本上杜絕了隔膜破裂的可能,加上電解質熱失控的觸發溫度高,安全性高了好幾個檔次。
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正因為優點很多,過去幾年,每隔一段時間都會傳出固態電池量產消息,但迄今為止,沒有一款真正量產裝車。原因無他,全固態電池要攻克的難題也不少,固固界面是典型代表。
傳統鋰電池中,液態電解質可以完全浸潤正負極,形成密不透風的接觸界面,讓離子傳輸更容易。但全固態電池,電解質和電極都是剛性固體,即便從外部施壓,也很難緊密貼合。
在陸地上游泳本來就不容易,電池內部的離子還必須繞路到固固界面接觸點。路徑變長,阻力也會增大。
除此之外,傳統鋰電池充放電靠的是鋰離子在兩極往返脫/嵌,液態電解質可以填充材料收縮留下的空隙,并適應其膨脹。全固態電池很難做到這一點,材料體積變化若引發裂紋,會影響電池性能。
自信如曾毓群,也說過全固態電池最難的就是固固界面問題。Donut Lab是怎么搞定的,不得而知。
即便Donut Lab的參數都真實可信,放在電池產業,量產恐怕是比技術方案研發更難的一道關。
在制造業大多數門類,產品原型開發只是第一步,接下來還有兩座大山:能不能量產?良率有多高?對動力電池來說,還有漫長的驗證和測試過程。
如果只生產一塊純粹用于測試和驗證的固態電池,大部分電池公司都能做出來。但要穩定成規模的量產、生產成本可控、經過嚴格的測試裝車,是固態電池面臨真正的難題。
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Donut Lab一沒研發經驗,二沒產業背景,三沒人才儲備,一掃歐洲先驅Northvolt的敗績,搶先掏出近乎完美無缺的全固態電池,很難不讓人懷疑。
合理的推測,歐洲面對東亞電池公司的猛攻,掏出高額補貼意在電池產業自主。任何天量的補貼都會出現泡沫與騙補,東亞人能騙,歐洲人自然也能騙,無非是幣種不同罷了。
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[1] Suomalaisyritt?j?n ihmekeksint? her?tt?? ep?ilyksi? – sama mies julisti kehitt?neens? super-teko?lyn,Ilta-Sanomat
[2] Donut Lab’s New Motor Brings Power to the Wheel Hub,IEEE Spectrum
[3] Verge Motorcycles begins series production of its Verge TS model and Verge TS Pro,The Pack
[4] 固態電池系列報告:鋰金屬負極,華金證券
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