全固态锂离子电池距离市场化究竟还有多远？

国内外公司争相布局，固态电池成趋势

固态电池，顾名思义是一种使用固体电极和固体电解质的电池。由于固态电池电极和电解质都由固态物质制成，其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，同时也克服了锂枝晶现象，即使被加热到非常高的温度，也不会着火，因而安全性更高。搭载全固态锂离子电池的汽车，自燃概率会大大降低。可以说，是下一代新能源汽车动力锂电池的理想对象。

目前，越来越多的国内外公司和研究机构将重心集中到了全固态锂离子电池上，也有不少汽车厂商都透露过基于固态电池打造电动汽车的计划。比如，大众曾宣布计划研发续航1000km固态电池；丰田汽车预计2022年完成固态电池的研发工作，并计划于2030年实现量产；日本经济省更是在2017年宣布出资16亿日元，联合丰田、本田、日产、松下、GS汤浅、东丽、旭化成、三井化学、三菱化学等国内优秀产业链力量，共同研发固态电池，希望2030年实现800公里续航目标。

所谓全固态锂离子电池是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态，不含任何液态成分的锂离子电池。全固态锂离子电池由于采用高热稳定性的固态电解质，代替了易燃的常规有机溶剂电解液，电池燃烧问题可以得到有效解决。搭载全固态锂离子电池的汽车，自燃概率会大大降低，可以说是下一代新能源汽车动力锂电池的理想对象。

一项新技术的横空出世并不意味着能够马上进入寻常百姓家，很重要的一点在于这项技术在可量产的情形下，是否具备经济性，这也是赢得市场认可的关键。固态锂离子电池从研究层面到产业化阶段再到走入b端客户手中，必须在产业化的过程中，探索关于工艺、装备、材料等逐步定型，及降低成本的可行化路径。

全固态锂离子电池的固态界面接触性是重要的技术难点，也就是电解质与电极之间形成高电阻界面问题，还存在技术不确定性，未来还要较长时间的科研攻关。就储能性能来说，全固态锂离子电池并非完美无缺，其最大的一个缺点就是高倍率放电性能极差，原因就是锂离子的固态扩散速度比在溶液里扩散慢得多。不过一旦前面这些问题能够有效解决，必将在未来掀起一场新的电池革命。

由于兼顾安全性和续航里程优势，固态锂离子电池为动力锂电池向高比能方向发展带来了更多的可能性。尽管前景可期，但固态电池并非十全十美，仍有一些关键问题有待突破，如倍率性能偏低、充电速度慢、电解质材料缺乏等。

搭载全固态锂离子电池的汽车，自燃概率会大大降低。可以说，是下一代新能源汽车动力锂电池的理想对象。全固态锂离子电池是未来的发展方向，但还要较长时间的科研攻关。预计全固态锂离子电池会在2025-2030年之间取得突破。

固态锂离子电池究竟什么时候能量产，关系着新能源汽车何时才能真正意义上进入市场，因此固态电池发展的一举一动始终牵动着行业神经。过去五年来，有关固态电池技术突破的消息不绝于耳，但最终几乎所有的结果都停留在试验室阶段，有关量产商业化却始终没有明确答案。

国家新能源汽车重点科技专项首席专家欧阳明高院士也曾指出，国内不少科研院所、公司布局固态电池领域，中科院宁波材料所跟赣锋锂业合作，正在推进其产业化，计划2019年量产固态电池。

作为新能源汽车的心脏，动力锂电池无疑会决定新能源汽车的未来。业内人士普遍认为，动力锂电池未来发展路径是电解质从液态、半固态、固液混合到固态，最终必将实现全固态的过程。这促使初创公司，大学和特斯拉等知名巨头对电池技术的新一轮投资和研究。

然而，固态电池想要进一步发展，尚需解决多重难题。

周楠告诉第一电动：固态电解质是固态电池发展的关键，固态电池没有液体的浸润，同时也不要隔膜，只用把固态电解质当成隔膜，放在正极极片和负极极片当中，那么金属物质的材料就变得尤为关键。

电解质材料是全固态锂离子电池技术的核心，目前固态电解质的研究重要集中在三大类材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好，已经有商业化的应用案例；氧化物循环性能良好，适用于薄膜柔性结构；硫化物电导率最高，是未来重要方向。

不过，目前还有几个具体难题要克服：

一是界面的导电率，固态电池导电率要维持在在适当的水平，不能过高，也不能过低，这样的材料非常难开发。

二是没有找到即兼顾高倍率又能快充的复合性材料，现在用的固态电解质材料只能容纳其中某一方面特性。

一位不愿具名的业内人士也表达了相同的看法。他认为：固态电解质具有高的电阻，在功率密度方面还存在一些待解决的问题，要从固态电解质、正负极材料上着手。电导率、电池倍率、电池制备效率、成本控制方面都存在不小的挑战，一旦这些问题能够有效解决，必将在未来掀起一场新的电池革命。