固態(tài)電池被譽(yù)為動(dòng)力電池里的黑科技，它可以讓電動(dòng)車(chē)的續航翻一番，現在能跑350公里的新能源車(chē)用上固態(tài)電池以后能跑700公里。這樣的前景無(wú)疑是很誘人的，各大公司不僅大力投入研發(fā)，更推動(dòng)固態(tài)電池的商業(yè)化。想要盡早搶占市場(chǎng)。盡管競爭激烈如火如荼，但業(yè)內人士為固態(tài)電池熱潑了一盆冷水降溫：固態(tài)電池仍有許多難題有待解決，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程還有很長(cháng)的路要走！

一、黑科技固態(tài)電池發(fā)展現狀介紹

大眾汽車(chē)集團預測，如果全部使用固態(tài)電池，公司電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型“e-Golf”的續航里程可以從現有的300公里增加到750公里。固態(tài)電池技術(shù)是該公司之下一個(gè)競爭高地。世界各地的許多汽車(chē)公司、動(dòng)力鋰離子電池公司和科研機構都致力于固態(tài)電池的科學(xué)研究。寶馬集團早在2017年就與solidpower聯(lián)手開(kāi)發(fā)固態(tài)電池；豐田是晚期使用固態(tài)電池的汽車(chē)公司，預計將于2022年推出配備固態(tài)電池的車(chē)型；今年年初，戴姆勒宣布與加拿大魁北克水電公司合作開(kāi)發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。一旦固態(tài)電池達到批量生產(chǎn)狀態(tài)。自2017年以后，日本投入大量研發(fā)資金開(kāi)發(fā)之下一代固態(tài)電池。美國和歐洲也在全面發(fā)展。雖然中國電池產(chǎn)業(yè)在這一領(lǐng)域取得了暫時(shí)的優(yōu)勢，但國際競爭壓力巨大，需要竭盡全力追趕固態(tài)電池等尖端技術(shù)。在國內，寧德時(shí)報和北京衛星藍等公司處于研發(fā)的前沿。汽車(chē)制造業(yè)的新銳力量天際汽車(chē)于2019年初推出了首款配備固態(tài)電池的me7原型車(chē)，并宣布將于2021年實(shí)現量產(chǎn)；近日，和中公司與青島能源達成全面深入合作，共同推動(dòng)固態(tài)電池研發(fā)與應用。合眾公司研發(fā)總監王克峰透露，合眾的第二輛量產(chǎn)車(chē)“哪吒u”將成為世界之上第一輛配備固態(tài)電池的量產(chǎn)車(chē)。目前，雙方已進(jìn)行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測試，計劃于10月向工業(yè)和信息化部申請公告，年底后批量生產(chǎn)500臺。隨時(shí)準備顛覆現有的產(chǎn)品體系，

二、固態(tài)電池有望解決動(dòng)力鋰電池兩大痛點(diǎn)

公司之所以推出固態(tài)電池，是因為它有望解決困擾動(dòng)力鋰離子電池行業(yè)的兩大挑戰——潛在的安全隱患和低能量密度。顧名思義，所謂的固態(tài)電池是一種使用固體電解質(zhì)的鋰離子電池。就工作原理而言，全固態(tài)電池與傳統的鋰離子電池沒(méi)有什么不同。傳統的鋰離子電池由正極、負極、隔膜和電解液組成。電解液之中含有易燃的有機溶劑。當外部短路時(shí)，溫度突然升高容易引起燃燒甚至爆炸。固體電解質(zhì)材料具有不燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不漏液的特點(diǎn)。用固體電解質(zhì)代替電解液具有較高的安全性。此外，全固態(tài)電池采用金屬鋰作為負極，電池能量密度有望達到300-400whkg甚至更高。業(yè)界普遍認為，全固態(tài)電池有望成為下一代動(dòng)力鋰離子電池的技術(shù)路線(xiàn)。近兩年來(lái)，動(dòng)力鋰離子電池的技術(shù)路線(xiàn)日益多樣化。寧德時(shí)報推出了CTP技術(shù)，比亞迪宣布了刀片電池，蜂窩能源也推出了首款無(wú)鈷電池。相關(guān)技術(shù)儲備間是否存在沖突？“葉片電池和CTP技術(shù)只是做了一些結構優(yōu)化，這與固態(tài)電池的發(fā)展并不矛盾?！敝袊瘜W(xué)和物理電力工業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)劉延龍告訴記者。事實(shí)上，固態(tài)電池的研發(fā)已經(jīng)上升到國家戰略層面。2019年12月，工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2021-2035）》（征求意見(jiàn)稿）對提高技術(shù)創(chuàng )新能力提出了要求，包括“加快全固態(tài)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”. 華晶工業(yè)研究院認為，固態(tài)電池等新技術(shù)革命正準備顛覆現有的整個(gè)產(chǎn)品體系框架。隨著(zhù)研發(fā)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)幾年固態(tài)電池產(chǎn)品市場(chǎng)將迎來(lái)蓬勃發(fā)展的機遇。許多技術(shù)問(wèn)題需要解決?！艾F在的固態(tài)電池是為了解決電動(dòng)汽車(chē)的安全問(wèn)題，添加了一部分固態(tài)電解液。其中大部分是對現有鋰離子電池技術(shù)的改進(jìn)，屬于半固態(tài)電池?！眲⒀育埜嬖V記者，全固態(tài)鋰離子電池是一種固體電極材料和固體電解質(zhì)材料，鋰離子電池不含任何液體?！肮虘B(tài)電池”不同于“全固態(tài)電池”，但還有很長(cháng)的路要走。劉延龍介紹，目前在電解液導電性、金屬鋰塑性、界面相容性等方面還存在技術(shù)問(wèn)題。例如，在與電極的接觸之中，液體電解質(zhì)可以最大程度地與電極接觸，而固體電解質(zhì)與電極間難以完全配合，電導率低于液體電解質(zhì)；在頻繁的充放電過(guò)程之中，各種材料的體積會(huì )膨脹和收縮。如何保證電極結構的穩定性需要進(jìn)一步研究?？紤]到全固態(tài)電池所面臨的實(shí)際問(wèn)題以及業(yè)界對高安全性和高能量密度動(dòng)力鋰離子電池的迫切期望，半固態(tài)電池已成為目前一種務(wù)實(shí)的選擇。電池結構設計正逐步從減少液體的使用轉向全固態(tài)無(wú)液體電池。劉延龍承認，從理論之上講，全固態(tài)電池是動(dòng)力鋰離子電池的一個(gè)發(fā)展方向，但目前還沒(méi)有制造出全固態(tài)電池用以測試其全生命周期的競爭力?！叭虘B(tài)鋰離子電池能否真正解決鋰離子的本質(zhì)安全問(wèn)題，需要更廣泛、更深入的研究和數據積累?！彼J為，只有在安全性、能量密度、循環(huán)壽命和成本接近甚至優(yōu)于現有鋰離子電池的情況之下，所有的固態(tài)電池都有工業(yè)化的基礎。劉延龍認為，要在短時(shí)間之內實(shí)現所有固態(tài)電池的工業(yè)化是很困難的，至少要到2030年左右?！八泄虘B(tài)電池必須首先制造，應用于小電流電子產(chǎn)品，然后逐步應用于大電流和高速率電動(dòng)汽車(chē)?！?/p>

固態(tài)電池不愧黑科技之名，它不僅能量密度大壽命長(cháng)，續航里程長(cháng)還安全。但目前來(lái)看，固態(tài)電池取代鋰動(dòng)力電池，還不是一朝一夕的事情，它距離大批量的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化還有相當的時(shí)間需要等待。