與傳統(tǒng)動力鋰電池相比，固態(tài)電池具有安全性好、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)的特性，避免了傳統(tǒng)鋰電池中的電解液泄露、電極短路等現(xiàn)象，有望根除安全隱患。因此，固態(tài)電池也被眾多業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)為是下一代電池技術(shù)的主流。

（來源：微信公眾號電池中國；ID：cbea_battery）

“目前新能源汽車動力電池已經(jīng)歷鉛酸電池、鎳氫電池、液態(tài)鋰離子電池，進(jìn)入三元時代，但（目前的）三元電池能量密度和安全性仍然不能滿足政府和市場的需求。”國家工信部培訓(xùn)中心汽車專家張翔曾表示，固態(tài)電池被日本、中國、美國、歐洲、韓國的資本普遍看好，預(yù)計到2025年開始小批量進(jìn)入市場，將成為電動汽車取代燃油汽車的一大利器。

今年1月，蔚來發(fā)布了電池容量為150kWh的固態(tài)電池產(chǎn)品。該電池正極材料使用高鎳、負(fù)極采用硅碳，使用原位固化工藝的固液電解質(zhì)，并配合納米級包覆工藝，實(shí)現(xiàn)了360Wh/kg的電池能量密度。搭載新電池包的2018款ES8，NEDC續(xù)航里程達(dá)到730km，全新ES8續(xù)航里程達(dá)到850km，ES6性能版續(xù)航里程達(dá)到900km，EC6性能版續(xù)航里程達(dá)到910km，而最新的蔚來ET7續(xù)航里程將達(dá)到1000km。

事實(shí)上，不僅是蔚來，全球主流車企和動力電池巨頭企業(yè)都在加速研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。據(jù)了解，大眾將在歐洲建廠生產(chǎn)固態(tài)電池，預(yù)計將在2024-2025年間實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；寶馬則于2017年開始牽手Soild Power開發(fā)固態(tài)電池；豐田與松下宣布成立合資企業(yè)生產(chǎn)固態(tài)電池，戴姆勒牽手加拿大魁北克水電公司加速固態(tài)電池應(yīng)用。

在國內(nèi)市場，合眾汽車、天際汽車、北汽集團(tuán)、長城汽車、比亞迪、寧德時代、國軒高科、贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域也都在積極布局。

今年1月，國家知識產(chǎn)權(quán)局公布了比亞迪最新的283項(xiàng)專利，其中固態(tài)電池方面有兩項(xiàng)專利。一是“一種正極材料及其制備方法、一種固態(tài)鋰電池”，二是“一種鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法和固態(tài)鋰離子電池”。此外，寧德時代也公開了“一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法”“一種硫化物固態(tài)電解質(zhì)片及其制備方法”兩種固態(tài)電池相關(guān)專利。

2020年9月，國軒高科表達(dá)了公司在固態(tài)電池方面的布局，2022年開始進(jìn)行固態(tài)電池技術(shù)的迭代升級，生產(chǎn)高安全固態(tài)電池，2025年將生產(chǎn)出能量密度超過400Wh/kg的全固態(tài)電池。此外，贛鋒鋰業(yè)年產(chǎn)億瓦時級第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線已建成試產(chǎn)；江蘇衛(wèi)藍(lán)2019年舉行了固態(tài)電池項(xiàng)目奠基儀式，計劃建成年產(chǎn)0.1GWh固態(tài)電池生產(chǎn)線；輝能科技稱2023 年將開始全固態(tài)電池試產(chǎn)，2024 年全固態(tài)電池量產(chǎn)。

“鋰離子電池以其高能量密度、高效率和低自放電率在電動汽車中占據(jù)主導(dǎo)地位，然而，鋰離子電池內(nèi)含有易燃的液體電解質(zhì)，容易引起嚴(yán)重的安全問題，這阻礙了鋰離子電池的廣泛應(yīng)用。”中國工程院院士陳立泉表示。

陳立泉認(rèn)為，新一代電池下一步就是要發(fā)展固態(tài)電池，或者要逐漸過渡到全固態(tài)鋰電池。固態(tài)鋰電池的負(fù)極材料可以是納米硅和石墨的復(fù)合負(fù)極，正極可以是高電壓錳酸鋰，也可以是富鋰錳基材料或者說是不含鋰的正極材料，電解質(zhì)是固體電解質(zhì)，它的能量密度可以達(dá)到 300-450瓦時/公斤。

中山證券首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家李湛也表示，固態(tài)電池的優(yōu)勢在于能源密度高，安全性好，易于存儲。固態(tài)電池本質(zhì)上是將液態(tài)電池的電解液與隔膜替換成固態(tài)電解質(zhì)，同時追求對鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用。在他看來，固態(tài)電池因其能量密度高，有望打破新能源汽車?yán)锍探箲]。

值得注意的是，據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，從液態(tài)到固態(tài)，對電池結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)來說都是一個巨大變革，而這種革命對電池企業(yè)而言并不容易?，F(xiàn)在液態(tài)電池的生產(chǎn)是在極片之間注入電解液，而固態(tài)電池內(nèi)部是固體，這就決定不可能用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝、設(shè)備生產(chǎn)固態(tài)電池，這對電池生產(chǎn)企業(yè)是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

李湛表示，純固態(tài)電池目前有兩大主流路線——氧化物與硫化物各有優(yōu)劣，但均還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，離量產(chǎn)仍較遠(yuǎn)，如硫化物固態(tài)電解質(zhì)對生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻，需隔絕水和氧氣，成本控制難度大。

不過，未來發(fā)展固態(tài)電池的技術(shù)路線是確定無疑的，其前景也非常廣闊。據(jù)中銀證券測算，固態(tài)鋰離子電池市場潛力巨大，全球需求量在2025年、2030年分別有望達(dá)到44.2GWh、494.9GWh，2030年其全球市場空間有望達(dá)到1500億元以上。