首先明確一點的是固態(tài)電池現(xiàn)在還沒有開始量產(chǎn)。在2007年的時候，日本的NEDO公布了路線圖，他們預計固態(tài)電池的量產(chǎn)大致會在2030年實現(xiàn)，很多的電池都會以全固態(tài)的形式出現(xiàn)在市場上，包括金屬鋰、鋰硫和鋰空氣電池。與此同時，這些電池的設計思路還在不斷的改進中，但是大體的思路都是要在安全性上做到更好的提升，也就是固態(tài)化。

 

 

目前就總體來看，全固態(tài)電池的開發(fā)要面臨幾個挑戰(zhàn)，首先就是在電極層面的問題，要如何滿足正負極和固體電解質(zhì)的離子傳輸，特別是解決循環(huán)過程中的問題；其次就是循環(huán)過程中，正負極材料沒法像液體那樣一直保持很好的接觸；此外，金屬鋰電極的體積變化還有鋰固體的變化，都是研發(fā)團隊需要克服的問題。

 

 

現(xiàn)階段，一些研發(fā)團隊開發(fā)了一系列的氧化物和硫化物的粉體、陶瓷片和融性膜，也已經(jīng)開始提供樣品并且供貨，但是如果要把這些固態(tài)電池量產(chǎn)化，還需要進一步的材料研究設計。作為一個過渡的技術，現(xiàn)在還有一種把固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)混合在一起的，含有少量的固體電解質(zhì)的電池，但是，嚴格點講，是不能算全固體的電解質(zhì)。

 

 

相較于傳統(tǒng)的三元鋰電池來說，固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃性、無腐蝕性、無揮發(fā)、不會漏液等特性，也不會出現(xiàn)車輛發(fā)生自燃的情況，對于安全性的提升無疑是巨大的，所以固態(tài)電池一定會是日后新能源汽車發(fā)展的重要材料。不過現(xiàn)階段的固態(tài)電解質(zhì)電導率總體是低于液態(tài)電解液的，所以現(xiàn)在固態(tài)電池的性能整體偏低，但是只要攻克技術難關，新能源汽車的發(fā)展一定會更上一層樓。固態(tài)電池擁有兩個十分顯著的優(yōu)勢，一方面由于采用了有機電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導致電解液發(fā)熱，從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件，安全系數(shù)較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢。

 

二來則是固態(tài)電池在最為關鍵的能量密度方面，有望徹底解決純電動汽車的里程焦慮。目前體系下的鋰離子電池已經(jīng)接近極限性能，即便是特斯拉NCA 18650電芯下的電池組，能量密度可以達到250瓦時/千克，應用于Model 3的21700電芯能量密度達到300瓦時/千克，支持續(xù)航里程400到500公里，也仍然無法解決續(xù)航里程焦慮。

 

 

 

在現(xiàn)有的技術路線下，如果三元鋰電池還想進一步提高能量密度，只能繼續(xù)提高鎳材料或者添加CA。但高鎳的熱穩(wěn)定性很差，在提高能力密度的同時，也意味著其穩(wěn)定性的下降，電池內(nèi)部的熱反應會更加劇烈，安全隱患也會從而變成更大的問題。

 

固態(tài)電池的電解質(zhì)無需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問題，可以簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進一步減輕電池模組的重量，達到節(jié)能的效果。此外，全新的正負極材料配套可以使得電化學窗口達到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達到500瓦時/千克。

 

 

 

正是基于安全和能量密度突破性進展雙方面的問題，當前新能源汽車行業(yè)主管部門對于動力電池的性能也提出了更高的要求。根據(jù)《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展計劃》和《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》的相關指引，動力電池系統(tǒng)的能量密度需要在2025年至2030年達到350瓦時/千克以滿足市面上乘用電動汽車的續(xù)航里程要求。

 

從目前來看，僅憑借鋰電池的技術研發(fā)，這一目標顯然已經(jīng)無法實現(xiàn)。而為了保證動力電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進度給整個新能源汽車行業(yè)帶來了光明。因此，固態(tài)電池被廣泛認為是下一代動力電池正確的技術研發(fā)方向。