全固態鋰電池距離市場化到底還有多遠？

國內外公司爭相布局，固態電池成趨勢

固態電池，顧名思義是一種使用固體電極和固體電解質的電池。由于固態電池電極和電解質都由固態物質制成，其固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現象，即使被加熱到非常高的溫度，也不會著火，因而安全性更高。搭載全固態鋰電池的汽車，自燃概率會大大降低。可以說，是下一代新能源汽車動力鋰離子電池的理想對象。

目前，越來越多的國內外公司和研究機構將重心聚集到了全固態鋰電池上，也有不少汽車廠商都透露過基于固態電池打造電動車的計劃。比如，大眾曾宣布計劃研發續航1000km固態電池；豐田汽車預計2022年完成固態電池的研發工作，并計劃于2030年實現量產；日本經濟省更是在2017年宣布出資16億日元，聯合豐田、本田、日產、松下、GS湯淺、東麗、旭化成、三井化學、三菱化學等國內優秀產業鏈力量，共同研發固態電池，希望2030年實現800公里續航目標。

所謂全固態鋰電池是一種在工作溫度區間內所使用的電極和電解質材料均呈固態，不含任何液態成分的鋰電池。全固態鋰電池由于采用高熱穩定性的固態電解質，代替了易燃的常規有機溶劑電解液，電池燃燒問題可以得到有效處理。搭載全固態鋰電池的汽車，自燃概率會大大降低，可以說是下一代新能源汽車動力鋰離子電池的理想對象。

一項新技術的橫空出世并不意味著能夠馬上進入尋常百姓家，很緊要的一點在于這項技術在可量產的情形下，是不是具備經濟性，這也是贏得市場認可的關鍵。固態鋰電池從研究層面到產業化階段再到走入b端客戶手中，非得在產業化的過程中，探索關于工藝、裝備、材料等逐步定型，及降低成本的可行化路徑。

全固態鋰電池的固態界面接觸性是緊要的技術難點，也就是電解質與電極之間形成高電阻界面問題，還存在技術不確定性，將來還要較長時間的科研攻關。就儲能性能來說，全固態鋰電池并非完美無缺，其最大的一個缺點就是高倍率放電性能極差，原由就是鋰離子的固態擴散速度比在溶液里擴散慢得多。不過一旦前面這些問題能夠有效處理，必將在將來掀起一場新的電池革命。

由于兼顧安全性和續航里程優點，固態鋰電池為動力鋰離子電池向高比能方向發展帶來了更多的可能性。盡管前景可期，但固態電池并非十全十美，仍有一些關鍵問題有待沖破，如倍率性能偏低、充電速度慢、電解質材料缺乏等。

搭載全固態鋰電池的汽車，自燃概率會大大降低。可以說，是下一代新能源汽車動力鋰離子電池的理想對象。全固態鋰電池是將來的發展方向，但還要較長時間的科研攻關。預計全固態鋰電池會在2025-2030年之間取得沖破。

固態鋰電池到底什么時候能量產，關系著新能源汽車何時才能真正意義上進入市場，因此固態電池發展的一舉一動始終牽動著行業神經。過去五年來，有關固態電池技術沖破的消息不絕于耳，但最終幾乎所有的結果都停留在實驗室階段，有關量產商業化卻始終沒有明確答案。

國家新能源汽車重點科技專項首席專家歐陽明高院士也曾指出，國內不少科研院所、公司布局固態電池范疇，中科院寧波材料所跟贛鋒鋰業合作，正在推進其產業化，計劃2019年量產固態電池。

作為新能源汽車的心臟，動力鋰離子電池無疑會決定新能源汽車的將來。業內人士普遍認為，動力鋰離子電池將來發展路徑是電解質從液態、半固態、固液混合到固態，最終必將實現全固態的過程。這促使初創公司，大學和特斯拉等知名巨頭對電池技術的新一輪投資和研究。

然而，固態電池想要進一步發展，尚需處理多重難題。

周楠告訴第一電動：固態電解質是固態電池發展的關鍵，固態電池沒有液體的浸潤，同時也不要隔膜，只用把固態電解質當成隔膜，放在正極極片和負極極片當中，那么金屬物質的材料就變得尤為關鍵。

電解質材料是全固態鋰電池技術的核心，目前固態電解質的研究緊要聚集在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經有商業化的使用案例；氧化物循環性能良好，適用于薄膜柔性結構；硫化物電導率最高，是將來緊要方向。

不過，目前還有幾個詳盡難題要克服：

一是界面的導電率，固態電池導電率要維持在在適當的水平，不能過高，也不能過低，這樣的材料非常難開發。

二是沒有找到即兼顧高倍率又能快充的復合性材料，今朝用的固態電解質材料只能容納其中某一方面特性。

一位不愿具名的業內人士也表達了相同的看法。他認為：固態電解質具有高的電阻，在功率密度方面還存在一些待處理的問題，要從固態電解質、正負極材料上著手。電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在不小的挑戰，一旦這些問題能夠有效處理，必將在將來掀起一場新的電池革命。

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