固態(tài)電池優(yōu)勢與瓶頸

傳統鋰電池由正極、隔膜、負極，加以電解液制造而成。而固態(tài)鋰電池，顧名思義就是由固態(tài)電解質代替隔膜和電解液。與傳統鋰電相比，固態(tài)電池有著高能量密度、高安全性、可實現薄膜柔性化等幾個大優(yōu)點，但目前固態(tài)電池依然未得到商用。

三大瓶頸限制固態(tài)電池商用：首先是固體電解質離子電導率低，導致其倍率性能整體偏低，內阻較大，因此暫時無法滿足快充要求。其次是固體電解質機械性能差，再者是固體電極與固體電解質界面接觸性差，這都會影響到固態(tài)鋰電池循環(huán)壽命和倍率性能，此外成本高昂也是固態(tài)電池現存弊端。目前固態(tài)電解質主要分為聚合物、氧化物和硫化物三種，但就目前來看其性能都難達到液態(tài)電解質水平，同時材料成本昂貴，加工難度極高，需要持續(xù)的投入。

固態(tài)電池發(fā)展趨勢

面對固態(tài)電池對新能源汽車發(fā)展的重要意義，各領域也在不斷加大投入，以期盡快突破固態(tài)電池瓶頸。

日本：2018年，日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）啟動了開發(fā)全固態(tài)電池的項目，計劃2018－2022年的5年里將投入100億日元。豐田、日產、本田技術研究所等車企，聯合松下和杰士湯淺等電池企業(yè)，正在以“全日本”的體制進行開發(fā)。

韓國：2018年11月，LG化學、三星SDI和SK創(chuàng)新對外宣布，將聯合成立1000億韓元的基金，在固態(tài)電池、鋰金屬電池和鋰硫電池領域進行技術研發(fā)。

歐洲：德國政府計劃出資超10億歐元支持一個電池研發(fā)聯盟，其中包括瓦爾塔邁科電池、化工巨頭巴斯夫以及福特位于德國的子公司福特德國，該聯盟的重點便是固態(tài)電池的研發(fā)。

同時車企巨頭也看中固態(tài)電池前景，大眾此前以1億美元入股固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司QuantumScape并成為最大股東。QuantumScape擁有200多項固態(tài)電池技術專利和專利申請量，目標是在2025年前建立固態(tài)電池生產線。寶馬則在2017年與固態(tài)電池公司Solid Power合作共同開發(fā)全固態(tài)電池。

美國：擁有一大批高校衍生的初創(chuàng)企業(yè)，如QuantumScape、SEEO、Solid Power、Solid Energy Systems、Ionic Materials等，這些初創(chuàng)公司以其在固態(tài)電池技術方面的先進性，確保美國進入全球固態(tài)電池研究水平的第二梯隊。

中國：中國包括寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、北京衛(wèi)藍、國軒高科、珈偉股份、鵬輝能源、輝能科技、比亞迪等企業(yè)都已進行固態(tài)鋰電池相關布局。

近日，電池企業(yè)公布最新進展。輝能科技透露，2017－2018年企業(yè)試產第一代固態(tài)動力電池，2020年將實現第一代固態(tài)動力電池1GWh的產能。北京衛(wèi)藍新能源也表示，2021年公司半固態(tài)車用動力電池將推向市場。

產能將成降本重要砝碼

據數據顯示，全球固態(tài)鋰電池的需求量在2020年、2025年、2030年分別有望達到1．7GWh、44．2GWh、494．9GWh，2030年全球市場空間有望達到1500億元以上。而根據輝能此前測算，固態(tài)電池在產能達到20GWh時，其電芯成本仍是液態(tài)鋰電池的1．1倍，而此時電池包成本可做到液態(tài)的98％。因此對于成本問題，行業(yè)普遍認為，目前固態(tài)電池的生產成本中大多數為生產過程成本，未來生產規(guī)模擴大將成為降低電池的成本的重要砝碼。

逐漸減少液體的使用，從半固態(tài)電池到準固態(tài)電池，最終邁向無液體的全固態(tài)電池，將是固態(tài)電池成熟發(fā)展的趨勢。作為新能源汽車發(fā)展的重要推進器，無論液態(tài)鋰電池、固態(tài)電池、燃料電池甚至鋁空氣電池，都具備各自優(yōu)劣，但邁向固態(tài)化已是目前鋰電池大勢所趨。只是在新能源汽車未來的漫長發(fā)展路徑里，固態(tài)電池或許是又一個美麗的停靠站。