鉅大LARGE | 點擊量：484次 | 2021年12月29日
固態電池有何優勢，引巨頭爭相入圍
當前，汽車行業有關綠色、環保、低碳的訴求持續走強，新能源汽車已經成為了汽車減碳的突破口。受限于能量密度、工作溫度、阻燃特性等相關因素的制約，電池已經成為了阻礙新能源車發展的巨大瓶頸。
無論是第一代的錳酸鋰、第二代的磷酸鐵鋰還是目前的第三代三元鋰離子電池，都很難同時兼顧小體積、長續航、高安全性這三方面的特性，滿足新能源車的發展需求。在這樣的背景下，固態電池應運而生，成為了汽車公司爭相追捧的“寵兒”。
賽道——國內vs海外
近期，全球各大車企有關固態電池方面的相關投資層出不窮。寶馬深化與美國固態電池公司SolidPower的合作，計劃于2030年前用于量產車。大眾集團也正與美國固態電池公司量子科技（QuantumScape）密切合作，計劃2025年量產固態電池。戴姆勒與加拿大魁北克水電公司合作開發固態電池，并在德國開始建設歐洲最大規模動力鋰離子電池廠。
國內公司有關固態電池的前景也非常樂觀，十一月二十八日，蔚來半固態電池供應商衛藍新能源將獲得來自小米集團、華為等戰略機構的投資，該項目估值50億人民幣，獲得投資額約5億元。對此，賽迪智庫安全產業研究所安全科技與服務研究室主任劉文婷表示，固態電池突破傳統鋰離子電池的技術短板，有望解決目前困擾動力鋰離子電池行業的兩大“挑戰”——安全隱患和能量密度低，成為電動汽車電源的有力競爭者。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前，日本豐田、美國Sakti3、法國Bolloré為全球固態電池研發三巨頭，分別代表了硫化物、氧化物和聚合物三大固態電解質的技術開發方向。
日本是固態電池研發最早且技術最為成熟的國家，以豐田公司為代表。豐田已推出能量密度為400Wh/L的全固態鋰離子電池，約為現有鋰離子電池的3倍，并計劃將全固態電池用于RAV4車型。
在美國，Sakti3公司已研發出能量密度達到1000Wh的固態電池，若實現商業化量產后，成本只有當前鋰離子電池的20%。
在法國，Bolloré公司研發的固態電池已經批量應用于共享電動汽車“Autolib”和小型電動巴士“Bluelus”，總體應用超過3000輛，這是全球首次用于電動汽車的商業化全固態電池。
在我國，中科院在固態電池上的布局相對較早。中科院青島能源所已自主研發6Ah大容量三元固態鋰離子電池，并用于深潛器進行馬里亞納海溝探測；中科院化學研究所成功開發出新型雙功能聚合物電解質，可用于室溫固態金屬鋰離子電池；寧德時代正加速硫化物全固態鋰金屬電池的研發；贛鋒鋰業已投資建設億瓦時級第一代固態鋰離子電池研發中試生產線。
前景——坦途vs荊棘
世界各國均加大了有關固態電池領域的研發力度，積極投身技術研發。固態電池本身在技術方面又有什么樣的優勢，將來又將有怎么樣的前景呢？固態電池使用固體電極材料和固體電解質材料，是不含有任何液體的鋰離子電池，與傳統電池構成的差異重要在于電解質固態化。
賽迪智庫安全產業研究所研究員李泯泯認為，從技術角度看，固體電解質層可以替代當前鋰離子電池中的易燃液體溶液，從而更密集地存儲能量。同時，電解質還可以兼作電池的隔膜，減少火災危險和所需原材料的數量。因此，固態電池相比傳統電池具備兩方面的重要優勢，且有關新能源汽車而言更加適用。
一是安全性高，由于固態電池的電解質固態化，不含易燃易爆、易揮發等成分，可徹底消除電池因漏液引發的電池冒煙、起火等，以及在充放電過程中生成鋰枝晶造成的安全隱患，被稱為最安全電池體系。二是能量密度高，目前，市場上應用的磷酸鐵鋰離子電池單體能量密度約為120-140Wh，三元電池單體能量密度約為130-220Wh，而固態電池可供應的能量密度約為300-400Wh，遠遠超出傳統的電池。
引導——主動vs消極
鑒于固態電池在技術方面的優勢，世界各國都在積極探索固態電池的研發，但受到成本制約因素，短時間內只適用于部分場景。以目前發展態勢來看，固態電池實現商業化只會早于預期，我國還需加快腳步，搶占全球市場先機。
對此，行業專家認為，我國應從加強政策引導、強化技術研發、推進產業化應用和重視標準體系建設四方面加強對固態電池行業的統籌引導，推動相關產業發展。首先，應當將固態鋰離子電池納入國家重點領域、關鍵行業的研發體系中，通過國家重點研發計劃、產學研合作項目、顛覆性創新類項目，布局固態鋰離子電池相關基礎研究、關鍵技術攻關，以及產業化培育項目。
在這個基礎上，建立國家級固態鋰離子電池創新中心，匯聚海內外高層次人才和研發力量，提升我國固態鋰離子電池基礎研發在世界范圍內的影響力。利用我國現有生產應用示范平臺，組織開展在電動汽車、智能電網、電子產品等領域的應用示范，加快固態鋰離子電池科技成果的產業化和市場化。
除此之外，還應當從設計、生產制造、安全評估、性能測試、關鍵裝備配置等環節入手，開展固態鋰離子電池領域相關標準修訂制工作，同時重視數據庫及共享體系建設，成立關聯、公開、透明的標準共享平臺，推進標準國際化，爭取在全球固態鋰離子電池產業中掌握主動權。
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