固態電池被譽為動力電池里的黑科技，它可以讓電動車的續航翻一番，現在能跑350公里的新能源車用上固態電池以后能跑700公里。這樣的前景無疑是很誘人的，各大公司不僅大力投入研發，更推動固態電池的商業化。想要盡早搶占市場。盡管競爭激烈如火如荼，但業內人士為固態電池熱潑了一盆冷水降溫：固態電池仍有許多難題有待解決，產業化進程還有很長的路要走！

一、黑科技固態電池發展現狀介紹

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

二、固態電池有望解決動力鋰電池兩大痛點

公司之所以推出固態電池，是因為它有望解決困擾動力鋰離子電池行業的兩大挑戰——潛在的安全隱患和低能量密度。顧名思義，所謂的固態電池是一種使用固體電解質的鋰離子電池。就工作原理而言，全固態電池與傳統的鋰離子電池沒有什么不同。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，溫度突然升高容易引起燃燒甚至爆炸。固體電解質材料具有不燃、不腐蝕、不揮發、不漏液的特點。用固體電解質代替電解液具有較高的安全性。此外，全固態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。業界普遍認為，全固態電池有望成為下一代動力鋰離子電池的技術路線。近兩年來，動力鋰離子電池的技術路線日益多樣化。寧德時報推出了CTP技術，比亞迪宣布了刀片電池，蜂窩能源也推出了首款無鈷電池。相關技術儲備間是否存在沖突？“葉片電池和CTP技術只是做了一些結構優化，這與固態電池的發展并不矛盾。”中國化學和物理電力工業協會秘書長劉延龍告訴記者。事實上，固態電池的研發已經上升到國家戰略層面。2019年12月，工信部發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）》（征求意見稿）對提高技術創新能力提出了要求，包括“加快全固態動力鋰離子電池技術的研發和產業化”. 華晶工業研究院認為，固態電池等新技術革命正準備顛覆現有的整個產品體系框架。隨著研發和工業技術的不斷發展，未來幾年固態電池產品市場將迎來蓬勃發展的機遇。許多技術問題需要解決。“現在的固態電池是為了解決電動汽車的安全問題，添加了一部分固態電解液。其中大部分是對現有鋰離子電池技術的改進，屬于半固態電池。”劉延龍告訴記者，全固態鋰離子電池是一種固體電極材料和固體電解質材料，鋰離子電池不含任何液體。“固態電池”不同于“全固態電池”，但還有很長的路要走。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問題。例如，在與電極的接觸之中，液體電解質可以最大程度地與電極接觸，而固體電解質與電極間難以完全配合，電導率低于液體電解質；在頻繁的充放電過程之中，各種材料的體積會膨脹和收縮。如何保證電極結構的穩定性需要進一步研究。考慮到全固態電池所面臨的實際問題以及業界對高安全性和高能量密度動力鋰離子電池的迫切期望，半固態電池已成為目前一種務實的選擇。電池結構設計正逐步從減少液體的使用轉向全固態無液體電池。劉延龍承認，從理論之上講，全固態電池是動力鋰離子電池的一個發展方向，但目前還沒有制造出全固態電池用以測試其全生命周期的競爭力。“全固態鋰離子電池能否真正解決鋰離子的本質安全問題，需要更廣泛、更深入的研究和數據積累。”他認為，只有在安全性、能量密度、循環壽命和成本接近甚至優于現有鋰離子電池的情況之下，所有的固態電池都有工業化的基礎。劉延龍認為，要在短時間之內實現所有固態電池的工業化是很困難的，至少要到2030年左右。“所有固態電池必須首先制造，應用于小電流電子產品，然后逐步應用于大電流和高速率電動汽車。”

固態電池不愧黑科技之名，它不僅能量密度大壽命長，續航里程長還安全。但目前來看，固態電池取代鋰動力電池，還不是一朝一夕的事情，它距離大批量的產業化、商業化還有相當的時間需要等待。