指甲蓋厚度的電池包剪切之后，未爆炸，依然能正常供電；彎折10000次，電池容量衰減不超過5%；針刺后進(jìn)水不燃燒、不爆炸……儲能高、安全性顯著提高的固態(tài)鋰電池的亮相，令電池業(yè)界人士為之震驚。

　　19日，位于江蘇昆山的蘇州清陶新能源科技有限公司內(nèi)，可日產(chǎn)1萬只固態(tài)電池的固態(tài)鋰電池產(chǎn)線正式投產(chǎn)，電池能量密度可達(dá)400Wh以上，產(chǎn)品將主要投用于特種電源、高端數(shù)碼等領(lǐng)域。

　　作為新能源汽車的“心臟”，動力電池無疑會決定新能源汽車的未來。據(jù)不完全統(tǒng)計，2017年中國動力鋰電池出貨量為39.2GWh，同比增長28.5%。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，到2030年前將保持25%以上的復(fù)合增速。

　　若未來公共汽車、飛機(jī)和船只也改用電池供電時，還需要更多的電力，而目前的水性鋰電池性能演進(jìn)速度正在放緩，于是，具可塑性的固態(tài)電池成為下一代鋰電池發(fā)展方向，包括豐田、東芝、蘋果以及寶馬、奔馳、大眾等國際知名企業(yè)都在這個領(lǐng)域有所布局。

　　由清華大學(xué)南策文院士團(tuán)隊創(chuàng)建的蘇州清陶新能源科技有限公司是國內(nèi)較早開展全固態(tài)鋰電池技術(shù)研發(fā)的團(tuán)隊之一。圍繞固態(tài)鋰電池研發(fā)，公司申報的專利已近100項，攻克了固態(tài)電解質(zhì)材料量產(chǎn)、固態(tài)電解質(zhì)膜成型技術(shù)、復(fù)合正負(fù)極配方工藝、極片與電解質(zhì)膜間固-固界面等一系列問題，成功實現(xiàn)了氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料、功能型離子導(dǎo)體陶瓷復(fù)合隔膜等研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。

　　中國科學(xué)院院士南策文認(rèn)為，固態(tài)鋰電池的驅(qū)動力更強(qiáng)，能量儲備更大，可實現(xiàn)充電更快、持續(xù)時間更長。同時，由于固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，即使在高溫下，也不會著火，因而安全性更高。搭載全固態(tài)鋰電池的汽車，自燃概率會大大降低。

　　可日產(chǎn)1萬只固態(tài)電池的固態(tài)鋰電池產(chǎn)線正式投產(chǎn)，構(gòu)建了完備的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，形成“新能源材料—固態(tài)儲能技術(shù)—自動化裝備—電池資源綜合利用—科研成果孵化—產(chǎn)業(yè)投資”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。 

　　據(jù)介紹，目前量產(chǎn)的第一條生產(chǎn)線主要生產(chǎn)高能量密度固態(tài)鋰離子電池、大容量柔性固態(tài)電池、高安全性固態(tài)電池，另有6條生產(chǎn)線正在籌備中，力爭在2020年能夠滿足車企在動力電池方面的需求。

　　“固態(tài)鋰電池的量產(chǎn)，構(gòu)建了‘新能源材料—固態(tài)儲能技術(shù)—自動化裝備—電池資源綜合利用—科研成果孵化—產(chǎn)業(yè)投資’的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，為提高鋰電池儲能提供了新的路徑，有助于推動鋰電池向小型化、微型化、柔性化發(fā)展，并重新定義鋰電池的形態(tài)，打破傳統(tǒng)方方正正或圓柱的形態(tài)，未來可以做成任何形狀的部件，提高全固態(tài)電池優(yōu)勢顯著全固態(tài)電池，顧名思義，使用固態(tài)材料作為電解質(zhì)。相比傳統(tǒng)鋰離子電池，全固態(tài)電池優(yōu)勢明顯。在相同能量下，用固態(tài)電解質(zhì)取代電解液和薄膜，全固態(tài)電池更薄且體積更小。

　　“續(xù)航最高可達(dá)1200公里的全固態(tài)電池即將面世！近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所牽頭承擔(dān)的納米先導(dǎo)專項“全固態(tài)電池”課題正式通過驗收。據(jù)介紹，該項目的固態(tài)電池可以達(dá)到市面上相同體積的液態(tài)電池性能的2-3倍，續(xù)航更久，更安全！這一技術(shù)突破通過驗收后，已進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)進(jìn)程，即將正式面世，這將進(jìn)一步推動國內(nèi)全固態(tài)鋰電池的規(guī)模應(yīng)用。”

　　全固態(tài)電池優(yōu)勢顯著

　　全固態(tài)電池，顧名思義，使用固態(tài)材料作為電解質(zhì)。相比傳統(tǒng)鋰離子電池，全固態(tài)電池優(yōu)勢明顯。在相同能量下，用固態(tài)電解質(zhì)取代電解液和薄膜，全固態(tài)電池更薄且體積更小。

　　而且由于固態(tài)電解質(zhì)取代了傳統(tǒng)鋰離子電池中可能燃爆的有機(jī)電解液，這解決了高能量密度和高安全性的兩難問題，從而將消除電動車用戶的“續(xù)航焦慮”，甚至可望實現(xiàn)快速充電。

　　此外，使用全固態(tài)電池，可以解決許多新型高性能電極材料與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性問題。

　　產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛布局固態(tài)電池研發(fā)

　　固態(tài)電池因其高安全性、高能量密度等優(yōu)勢，被看作是下一代電池技術(shù)路線的發(fā)展方向，目前全球多個國家都在抓緊技術(shù)研發(fā)布局，力爭在未來動力電池市場競爭中搶得先機(jī)。其中，豐田、本田、日產(chǎn)、松下等日本23家汽車，電池和材料公司以及京都大學(xué)和日本物理化學(xué)研究所等15個學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)宣布將斥資100億日元，聯(lián)合研發(fā)下一代電動車全固態(tài)電池。

　　不止日本，韓國及歐美地區(qū)國家也在固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)上發(fā)動攻勢。如德國的大眾集團(tuán)豪擲1億美元投資電池技術(shù)公司QuantumScape，力爭在2024年大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池，寶馬也提出與美國固態(tài)電池商Solid Power達(dá)成戰(zhàn)略合作，希望盡快研發(fā)出車載固態(tài)電池。此外三星、戴森、奔馳等產(chǎn)業(yè)巨頭也紛紛布局涉足固態(tài)電池研發(fā)。

　　國內(nèi)除了中科院寧波材料所，中科院青島能源所、寧德時代、中航鋰電、比亞迪、贛鋒鋰業(yè)等多家研究機(jī)構(gòu)和動力電池企業(yè)也都在從事固態(tài)電池的研發(fā)工作。

　　“國際競爭十分激烈，現(xiàn)階段，中國在動力電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)整體競爭力上已經(jīng)位居全球第一梯隊。”寧波材料所相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，此次“全固態(tài)電池”課題的實施，對早日實現(xiàn)國內(nèi)全固態(tài)電池的規(guī)模應(yīng)用具有深遠(yuǎn)影響。