目前純電動汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破，純電動車的續(xù)航里程就無法大幅提高，純電動汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持，缺乏市場動力。

近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所宣布，由其牽頭承擔(dān)的納米先導(dǎo)專項“全固態(tài)電池”課題已通過驗收。這一技術(shù)進(jìn)展將推動國內(nèi)全固態(tài)鋰電池的規(guī)?；瘧?yīng)用。

業(yè)內(nèi)人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。要想進(jìn)一步提升三元鋰電池的能量密度，就需要進(jìn)一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后，由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差，電池內(nèi)部的熱反應(yīng)就會非常劇烈，安全問題令人擔(dān)憂。

依靠三元里電池技術(shù)路線，動力電池能量密度要做到350Wh/kg的目標(biāo)，難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進(jìn)一步提升電池能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，高溫下表現(xiàn)良好，安全性更高。固態(tài)電池會大大降低電動車自燃的概率。

越來越多的國內(nèi)外企業(yè)和研究機構(gòu)將重心集中到了全固態(tài)鋰電池上。大眾曾宣布計劃研發(fā)續(xù)航1000km固態(tài)電池;豐田汽車預(yù)計2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)工作，并計劃于2030年實現(xiàn)量產(chǎn)。

電解質(zhì)材料是全固態(tài)鋰電池技術(shù)的核心，目前固態(tài)電解質(zhì)的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經(jīng)有商業(yè)化的應(yīng)用案例;氧化物循環(huán)性能良好，適用于薄膜柔性結(jié)構(gòu);硫化物電導(dǎo)率最高，是未來主要方向。

不過，固態(tài)電池仍然面臨一些技術(shù)難題。固態(tài)電解質(zhì)具有高的電阻，在電導(dǎo)率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在技術(shù)挑戰(zhàn)。今年5月，豐田表示期望在2020年以后能制造出固態(tài)電池，但若要實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，還需要等到2030年以后。
 

傳統(tǒng)液態(tài)鋰電不會是動力電池的技術(shù)終點。眾所周知，能量密度是動力電池性能的第一指標(biāo)，隨著我國電動車市場由“政策驅(qū)動”向“政策助跑”轉(zhuǎn)換，政策對于鋰電池能量密度提升的導(dǎo)向已經(jīng)明確。工信部頒布的《中國制造2025》指明：“到2025年、2030年，我國動力電池單體能量密度分別需達(dá)到400Wh/kg、500Wh/kg”，這一技術(shù)指標(biāo)已接近傳統(tǒng)鋰電池能量密度天花板。同時，隨著電動車銷量的增長，自燃爆炸等安全事故頻次也明顯增加，這背后傳統(tǒng)鋰電采用的可燃性液態(tài)電解質(zhì)難辭其咎。在能量與安全性能上，當(dāng)前鋰電池技術(shù)還有巨大的提升空間，傳統(tǒng)的液態(tài)電池絕不會是技術(shù)的終點。

固態(tài)電池是后鋰電時代的必經(jīng)之路。固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。性能方面，不可燃燒的固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心。固態(tài)電池在根除安全隱患的同時能帶來電池能量密度的提升。開發(fā)難度上，鋰硫、鋰空氣等新型電池需從整個電池結(jié)構(gòu)入手，而固態(tài)電池的核心在于固態(tài)電解質(zhì)，升級路徑更加簡單方便。此外，鋰硫、鋰空電池負(fù)極均使用金屬鋰，而金屬鋰負(fù)極更易在固態(tài)電解質(zhì)中兼容，因此固態(tài)電池同時也是鋰硫、鋰空電池的過渡平臺?？v觀未來技術(shù)方向，固態(tài)電池已成必經(jīng)之路，其作為距離我們最近的下一代電池技術(shù)已成為科學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界的共識。

產(chǎn)業(yè)化尚處早期，未來有望超速發(fā)展。固態(tài)電解質(zhì)的低離子電導(dǎo)率與高界面阻抗限制了電池的能量密度與倍率性能，當(dāng)前尚未有足夠成熟的市場化產(chǎn)品。按照電解質(zhì)材料的選取，固態(tài)電池可分為三大類：聚合物體系工藝最成熟，但性能上限制約發(fā)展;氧化物體系中薄膜型電池的難題在于容量擴充與規(guī)?；a(chǎn)，而非薄膜型電池綜合性能優(yōu)異，是當(dāng)前開發(fā)的熱門;硫化物體系則處于發(fā)展空間巨大與技術(shù)水平不成熟的兩極化局面。綜合來看，雖然每一類固態(tài)電池體系都有較為棘手的問題需要攻堅，但目前實驗室產(chǎn)品的性能已頗具潛力，且在全球范圍內(nèi)資本一致看好與龍頭車企多方布局下，固態(tài)電池技術(shù)有望獲得超速發(fā)展。

步步為營梯次滲透，階段發(fā)展之路已經(jīng)明晰。展望未來，固態(tài)電池將遵循階段發(fā)展的路徑，技術(shù)上步步為營，應(yīng)用上梯次滲透。電池的結(jié)構(gòu)將逐漸減少液體的使用，向無液體的全固態(tài)電池邁進(jìn);應(yīng)用領(lǐng)域上，有望率先發(fā)揮安全與柔性優(yōu)勢，應(yīng)用于對成本敏感度較小的微電池領(lǐng)域，如RFID、植入式醫(yī)療設(shè)備、無線傳感器等;隨著技術(shù)進(jìn)步，再逐漸向高端消費電子滲透;而等到產(chǎn)品足夠成熟后，最終切入電動車與儲能市場，實現(xiàn)下游需求的全面爆發(fā)。

毋庸置疑，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€可以至少看10年的行業(yè)，而新技術(shù)的開發(fā)與崛起也將不斷強化行業(yè)的估值與前景。固態(tài)電池是距離商業(yè)化應(yīng)用最近的下一代電池技術(shù)，未來將為新能車行業(yè)帶來新的爆發(fā)點與關(guān)鍵性技術(shù)保障。當(dāng)前已有部分上市公司布局固態(tài)電池相關(guān)業(yè)務(wù)，固態(tài)電池產(chǎn)品已逐漸進(jìn)入投資視野。