當(dāng)前全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化浪潮浩浩蕩蕩，電動(dòng)汽車(chē)銷量上升速度也是風(fēng)馳電掣。然而頻繁發(fā)生的電動(dòng)汽車(chē)燃燒事件，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的“阿克琉斯之踵”；動(dòng)力鋰電池亟待建立安全“防火墻”，而固態(tài)電池正是以安全著稱。

（來(lái)源：公眾號(hào)“電池我國(guó)”ID：cbea_battery作者：馬云騰）

1防火墻

據(jù)了解，與傳統(tǒng)動(dòng)力鋰離子電池相比，固態(tài)電池最突出的優(yōu)點(diǎn)是安全性。具有不可燃、耐高溫、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)的特性，防止了傳統(tǒng)鋰離子電池中的電解液泄露、電極短路等現(xiàn)象，降低了電池組關(guān)于溫度的敏感性，根除安全隱患。

日前，合眾汽車(chē)與清陶能源達(dá)成全面深度合作，雙方將共同推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與應(yīng)用。清陶能源將作為合眾汽車(chē)唯一的固態(tài)動(dòng)力鋰電池合作伙伴，為合眾汽車(chē)供應(yīng)高安全固態(tài)動(dòng)力鋰電池解決方法，助力合眾汽車(chē)旗下品牌哪吒汽車(chē)為廣大用戶帶來(lái)更為安心無(wú)憂、暢快便捷的智能出行體驗(yàn)。

合眾汽車(chē)首席研發(fā)官王可峰表示，雙方將共同推動(dòng)固態(tài)電池新能源汽車(chē)的量產(chǎn)，合眾汽車(chē)旗下第二款量產(chǎn)車(chē)哪吒U也將由此成為全球首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)車(chē)。目前，雙方已經(jīng)進(jìn)行了近兩年的聯(lián)合研發(fā)和測(cè)試，計(jì)劃十月份申報(bào)工信部通告，年底前量產(chǎn)500臺(tái)。

與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)的易燃電解液，同時(shí)可采用金屬鋰負(fù)極和高電壓正極等新型材料，擁有極高的發(fā)展?jié)摿Γ徽J(rèn)為是最有可能成為下一代動(dòng)力鋰電池的技術(shù)路線。我國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高曾公開(kāi)表示，基于各國(guó)動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線的比較，短時(shí)間來(lái)看是液態(tài)電解液的鋰離子電池，發(fā)展高鎳三元正極和硅炭負(fù)極，中長(zhǎng)期將從液態(tài)電解質(zhì)逐步過(guò)渡到全固態(tài)電池。

“目前新能源汽車(chē)動(dòng)力鋰電池已經(jīng)歷鉛酸電池、鎳氫電池、液態(tài)鋰離子電池，進(jìn)入三元時(shí)代，但三元電池能量密度和安全性仍然不能滿足政府和市場(chǎng)的需求。”工信部培訓(xùn)中心汽車(chē)專家張翔表示，固態(tài)電池被日本、我國(guó)、美國(guó)、歐洲、韓國(guó)的資本普遍看好，預(yù)計(jì)到2025年開(kāi)始小批量進(jìn)入市場(chǎng)，將成為電動(dòng)汽車(chē)取代燃油汽車(chē)的利器。

值得注意的是，今年五月，據(jù)外媒報(bào)道三星正計(jì)劃與現(xiàn)代合作開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)，其固態(tài)電池未來(lái)或?qū)?yīng)用于現(xiàn)代汽車(chē)的電動(dòng)汽車(chē)上。在此前的三月，三星高等研究院與三星日本研究中心表示，三星已研發(fā)出一種高性能的固態(tài)電池，這種電池的循環(huán)壽命超過(guò)1000次，可以讓電動(dòng)汽車(chē)在單次充電的情況下行駛800公里。

事實(shí)上，全球主流車(chē)企和動(dòng)力鋰電池巨頭公司都在加速研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。大眾將在歐洲建廠生產(chǎn)固態(tài)電池，預(yù)計(jì)在2024-2025年間實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；寶馬則于2017年開(kāi)始牽手SoildPower開(kāi)發(fā)固態(tài)電池；豐田與松下宣布成立合資公司生產(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，固態(tài)電池的量產(chǎn)節(jié)奏呈現(xiàn)日漸加快之勢(shì)。

國(guó)內(nèi)車(chē)企也不甘示弱。2019年年初，天際汽車(chē)就推出了首款搭載固態(tài)電池的ME7樣車(chē)，據(jù)說(shuō)量產(chǎn)車(chē)型會(huì)在2021年正式上市，能量密度將會(huì)達(dá)到300Wh/kg，同年四月就跟輝能科技達(dá)成了合作關(guān)系。

同年八月，蔚來(lái)汽車(chē)也跟輝能科技達(dá)成了戰(zhàn)略合作關(guān)系，雙方將共同致力于固態(tài)電池的研發(fā)，產(chǎn)品也會(huì)首先供應(yīng)給蔚來(lái)旗下車(chē)型使用。同年九月，愛(ài)馳汽車(chē)也跟輝能科技展開(kāi)合作，雙方也會(huì)推進(jìn)固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。

從電池生產(chǎn)公司的布局來(lái)看，比亞迪表示，正在積極推進(jìn)固態(tài)電池項(xiàng)目商用；國(guó)軒高科2019年推出了半固態(tài)電池的試生產(chǎn)線；寧德時(shí)代在聚合物固態(tài)鋰金屬電池和硫化物基固態(tài)電池方向都有研究；贛鋒鋰業(yè)年產(chǎn)億瓦時(shí)級(jí)第一代固態(tài)鋰離子電池研發(fā)中試生產(chǎn)線已建成試產(chǎn)；江蘇衛(wèi)藍(lán)2019年舉辦了固態(tài)電池項(xiàng)目奠基，計(jì)劃于2020年建成年產(chǎn)0.1GWh固態(tài)電池生產(chǎn)線；輝能科技稱2023年將開(kāi)始全固態(tài)電池試產(chǎn)，2024年全固態(tài)電池量產(chǎn)。

2十年磨劍

誠(chéng)然，固態(tài)電池是非常理想的新型電池，但是在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中仍面對(duì)不少問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)仍需時(shí)日。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，從液態(tài)到固態(tài)，對(duì)電池結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)巨大變革，而這種革命對(duì)電池公司而言并不容易?，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(duì)電池生產(chǎn)公司是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

“固態(tài)電池以及其他新的電池技術(shù)都面對(duì)的一大挑戰(zhàn)是與鋰離子廠的競(jìng)爭(zhēng)，”能源研究機(jī)構(gòu)WoodMackenzi分析師RoryMcCarthy表示，由于鋰離子廠正在全球擴(kuò)張，因此生產(chǎn)成本將快速下降。而建立一座廠的時(shí)間周期基本要4~5年才能全面投產(chǎn)，資產(chǎn)回報(bào)要等上10年左右。

假如單從價(jià)格方面考量，正如諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主吉野彰所說(shuō)：“未來(lái)10年，鋰離子電池仍將主導(dǎo)電池行業(yè)?！?/p>

值得注意的是，目前市面上好多說(shuō)要量產(chǎn)的“固態(tài)電池”大多是“固態(tài)鋰離子電池”，這種固態(tài)電池的電解質(zhì)是固態(tài)，但在電芯中有少量的液態(tài)電解質(zhì)，所以應(yīng)該統(tǒng)稱為“準(zhǔn)固態(tài)電池”；而全固態(tài)電池的量產(chǎn)難度更大。

從技術(shù)上講，全固態(tài)電池必須先攻克兩大難題：固體電解質(zhì)材料離子電導(dǎo)率偏低；和固體電解質(zhì)/電極間界面阻抗大，界面相容性較差，充放電過(guò)程中各材料的體積膨脹和收縮，導(dǎo)致界面容易分離。

國(guó)內(nèi)某動(dòng)力鋰電池Tier1廠商表示，其全固態(tài)電池還在開(kāi)發(fā)中，雖然也制作了樣品，但要實(shí)現(xiàn)商品化，恐怕要到2030年以后。

綜合吉野彰前面的話來(lái)看，固態(tài)電池想要真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，這仍需的時(shí)日，大約是十年。

正是：寶劍鋒從磨礪出，十年磨劍安天下。

十年磨劍安天下固態(tài)構(gòu)筑動(dòng)力鋰電池防火墻