導(dǎo)語(yǔ)：據(jù)悉，我國(guó)計(jì)劃投入約60億元人民幣用于全固態(tài)電池的研發(fā)。此項(xiàng)投資預(yù)計(jì)將為寧德時(shí)代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍(lán)新能源和吉利等六家企業(yè)提供政府的基礎(chǔ)研發(fā)支持。這次60億的投資，雖然金額對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈而言不多，但它是重要定調(diào)。相信國(guó)家已經(jīng)看到了固態(tài)電池技術(shù)的突破，固態(tài)電池量產(chǎn)的可能性，只差臨門(mén)一腳。

如果固態(tài)電池研發(fā)成功，將會(huì)顛覆了現(xiàn)有的液態(tài)電池技術(shù)與短板。近年來(lái)電動(dòng)汽車(chē)自燃事故頻發(fā)，主要原因是液態(tài)電解質(zhì)過(guò)熱被點(diǎn)燃，導(dǎo)致電池起火。固態(tài)電解質(zhì)能夠避免液態(tài)電解質(zhì)的缺點(diǎn)，具備超安全、超高能量密度的特點(diǎn)，所以固態(tài)電池也被視為動(dòng)力電池界的下一個(gè)風(fēng)口。

固態(tài)電池是千億級(jí)市場(chǎng)

固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的動(dòng)力電池。它最大的特點(diǎn)是比使用液體電解質(zhì)溶液的電池具有更高的能量密度，充電速度更快、安全性更高、循環(huán)壽命更長(zhǎng)等，被視為最具前景的下一代動(dòng)力電池技術(shù)之一。

固態(tài)電解質(zhì)的工作電壓能夠達(dá)到5V，而電解液只能在4V左右，所以固態(tài)電池的能量密度能夠大幅提升，并且能取代電解液和隔膜，同時(shí)與金屬鋰負(fù)極結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高度集成化。理論上重量能量密度的500Wh/kg，體積能量密度最大1000Wh/L，目前液態(tài)電池的能量密度大多還停留在250Wh/kg以?xún)?nèi)。同時(shí)固態(tài)電池的循環(huán)壽命超5000次(液態(tài)約3000次)，能夠達(dá)到1000km起步續(xù)航水平。

近年來(lái)諸多國(guó)際車(chē)企和電池企業(yè)一直不遺余力地支持固態(tài)電池研發(fā)。去年7月豐田公開(kāi)表示，已經(jīng)在電池技術(shù)上取得了重大突破，可以制造出充電10分鐘續(xù)航里程1200公里的固態(tài)電池。此外豐田宣布將在2027-2028年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池技術(shù)商業(yè)化，并向市場(chǎng)投放配備全固態(tài)電池的純電動(dòng)汽車(chē)。

近期也有消息稱(chēng)中國(guó)或?qū)⑼度爰s60億元用于全固態(tài)電池的研發(fā)。雖然具體金額還沒(méi)有確定，但是這則消息傳遞出一個(gè)重磅信息——固態(tài)電池會(huì)是未來(lái)發(fā)展的核心技術(shù)之一。說(shuō)明了國(guó)家層面上給出了對(duì)于固態(tài)電池的發(fā)展態(tài)度。據(jù)悉這次共有六家企業(yè)或?qū)@得這筆政府基礎(chǔ)研發(fā)支持，分別是寧德時(shí)代、比亞迪、一汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)、吉利汽車(chē)以及衛(wèi)藍(lán)新能源。

中國(guó)此時(shí)給出強(qiáng)大的資金去支持固態(tài)電池的研發(fā)，筆者認(rèn)為是有原因的。因?yàn)閺娜蚬虘B(tài)電池的發(fā)展看，大家走到了一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，一個(gè)后程發(fā)力準(zhǔn)備沖刺的階段。由于固態(tài)電池在全球都還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正量產(chǎn)，所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，大家仍舊處于一個(gè)水平線(xiàn)上，而誰(shuí)能夠率先實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車(chē)，誰(shuí)就能在固態(tài)電池領(lǐng)域乃至整個(gè)新能源汽車(chē)領(lǐng)域獲得巨大優(yōu)勢(shì)。這將會(huì)是一個(gè)以千億級(jí)計(jì)算的龐大市場(chǎng)。因此，雖然看起來(lái)固態(tài)電池還是屬于面向未來(lái)的技術(shù)，但實(shí)際上沖鋒號(hào)已經(jīng)吹響。

固態(tài)電池量產(chǎn)難度很高

寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱曾表示，全固態(tài)電池的成熟度指標(biāo)，若用1-9數(shù)字表示，寧德時(shí)代目前的成熟度在4的水平，目標(biāo)到2027年到7-8的水平。2027年寧德時(shí)代全固態(tài)電池小批量生產(chǎn)機(jī)會(huì)很大，但受成本等因素制約，大規(guī)模生產(chǎn)尚不能實(shí)現(xiàn)。

固態(tài)電池量產(chǎn)依然困難重重，最大的難題在于在固態(tài)電解質(zhì)的材料上沒(méi)有取得突破，目前還沒(méi)有完全滿(mǎn)足離子導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性的材料，固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的傳輸阻抗問(wèn)題也尚待解決。

為什么生產(chǎn)液態(tài)電池的現(xiàn)有生產(chǎn)線(xiàn)和生產(chǎn)工藝，不能用來(lái)生產(chǎn)固態(tài)電池?原因是液態(tài)電池中電解質(zhì)的液體含量大概在20%，大量的液體存在，意味著電解質(zhì)是一個(gè)松散的狀態(tài)，這類(lèi)似于多孔的海綿，液體可以充分浸潤(rùn)在海綿的孔隙中。而全固態(tài)電池的電解質(zhì)中液體含量是0，電解質(zhì)完全呈現(xiàn)為固體狀態(tài)，這就像是一塊堅(jiān)硬的石頭。海綿與石頭的巨大差異意味著實(shí)際生產(chǎn)中無(wú)法用現(xiàn)有的液態(tài)電池生產(chǎn)線(xiàn)去生產(chǎn)固態(tài)電池。

也是因?yàn)槠浼夹g(shù)的復(fù)雜性，以及在生產(chǎn)技術(shù)工藝上的不成熟，固態(tài)電池的成本相較于液態(tài)電池高出四倍之多。因此固態(tài)電池的市場(chǎng)化還需要很長(zhǎng)的路需要走，樂(lè)觀(guān)預(yù)計(jì)量產(chǎn)裝車(chē)可能要到2030年后。

半固態(tài)電池已量產(chǎn)上車(chē)

因?yàn)槿虘B(tài)電池的量產(chǎn)難度相當(dāng)之大，有些廠(chǎng)商選擇了半固態(tài)電池的技術(shù)路線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)研發(fā)上的搶跑。半固態(tài)電池是指電池一側(cè)電極不含液態(tài)電解質(zhì)，另一側(cè)電極含有液態(tài)電解質(zhì)，或是單體中固體電解質(zhì)質(zhì)量或體積占單體電解質(zhì)總質(zhì)量或體積的一半。這種電池由于采用了半固態(tài)或固態(tài)的電解質(zhì)，所以相比目前廣泛使用的全液態(tài)電解質(zhì)鋰電池，可以有效避免因液體泄漏導(dǎo)致的火災(zāi)等安全問(wèn)題。

同時(shí)半固態(tài)電池具有更好的熱穩(wěn)定性，不易因高溫而分解，保證了電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性;此外，半固態(tài)電池具備更高的能量密度，目前市場(chǎng)主流的磷酸鐵鋰電池的能量密度大約在200Wh/kg上下，三元鋰電池能量密度在250Wh/kg上下。

相比固態(tài)電池的姍姍來(lái)遲，半固態(tài)電池近年來(lái)已經(jīng)在裝車(chē)量產(chǎn)驗(yàn)證中了，東風(fēng)旗下已有兩款搭載半固態(tài)電池車(chē)型，但其電池性能相較于目前液態(tài)電池而言并不具備優(yōu)勢(shì)。蔚來(lái) ET7可搭載衛(wèi)藍(lán)新能源研發(fā)的360Wh/kg電芯，續(xù)航可突破1000公里。賽力斯SERES5搭載贛鋒鋰業(yè)第一代固態(tài)電池，能量密度為260Wh/kg。上汽、長(zhǎng)安、廣汽、北汽等車(chē)企也都推出了半固態(tài)電池的裝車(chē)計(jì)劃。

今年初智己汽車(chē)宣布將推出首個(gè)量產(chǎn)上車(chē)的超快充固態(tài)電池，其實(shí)就是半固態(tài)電池，電池里面同時(shí)含有固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)。但智己并非是國(guó)內(nèi)首個(gè)將半固態(tài)電池裝車(chē)的新能源車(chē)企。在去年年底蔚來(lái)曾對(duì)搭載150kWh半固態(tài)電池的蔚來(lái)ET7進(jìn)行了直播長(zhǎng)測(cè)，實(shí)測(cè)續(xù)航超1044km。

理論上半固態(tài)電池是可以實(shí)現(xiàn)的。只是從本質(zhì)上看，半固態(tài)電池并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)電池技術(shù)的飛躍，只是起到錦上添花的輔助功效。此前已有案例顯示某些搭載半固態(tài)電池的車(chē)型在實(shí)際應(yīng)用中并未表現(xiàn)出預(yù)期的顯著提升，例如嵐圖追光，其搭載的半固態(tài)電池在續(xù)航里程和能量密度等方面并無(wú)明顯優(yōu)于同等規(guī)格的液態(tài)電池車(chē)型。