全固态电池极速加码，有人怕掉队，有人想超越

近日有媒体转引消息人士称：中国相关部委将牵头实施全固态电池产业化专项，投入约60亿元用于全固态电池产业化研究。该项目经过严格筛选后，具体分为七大项目，聚焦聚合物和硫化物等不同技术路线。

据说包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共六家企业或获得政府产业化研发支持。若该政策落地，获得国家层面规模资金扶持的全固态电池的研发进程将能更快推进。

目前商用锂电池存在缺陷，需要全固态锂电池

随着电动汽车与电化学储能的发展，在实际应用中迫切需要具有高安全性、高能量密度与高功率密度的电池。

电动汽车期望动力电池寿命达到10年以上，大规模的电网储能、工商业储能更希望服役寿命长达25年以上，从而降低全生命周期内的购置成本。

目前已经大批量商业应用的三元锂电池、磷酸铁锂电池等都含有液态电解质，在电池内部与正负极材料、隔膜、封装结构件缓慢相互作用与反应，长期作用下，溶剂容易干涸、挥发、泄漏，正负极材料容易被腐蚀，影响电池寿命。

锂离子电池的性能与循环寿命与电池中的杂质含量密切相关。杂质的存在会使得活性物质消耗、电解液慢慢耗尽、电池内阻不断增大，所以电池的生产环境要求特别严苛，但实际情况又很难做到。

近年来，发生的电池自燃等安全事故，都与锂离子电池中使用可燃的液体溶剂有关。虽然采用了阻燃剂、陶瓷隔膜、增加冷却等一系列技术方法，但也只能是在局部出现问题时，阻住蔓延，最大限度控制风险，不能从根本上解决问题。


如果能够使用完全不燃烧的无机固体电解质，就可以从根本上解决锂离子电池安全问题。而且大规模量产后，还可以降低电池整体制造成本、降低制造技术门槛，有利于锂离子电池更大规模的推广使用。所以各国对此都投入了大量的人力物力在这个方向的研究与实践。

全固态锂电池产业化进展

根据所用固态电解质不同，全固态锂电池可分为聚合物体系、硫化物体系、氧化物体系三种。

还可以按照正极材料的不同，分为全固态锂离子电池与全固态锂金属电池。其中全固态锂电池沿用当前锂电池材料体系，使用石墨或硅碳材料作为负极、使用复合材料作为正极，而全固态锂金属电池则以金属锂为负极。

全固态锂电池专利数量，日本拥有最多，全球占比达到 28%。其中丰田关于固态电池的专利超过1300项。2017年丰田宣布3年后就能商业化量产，然后2019年又宣布2025年才能量产，去年6月又再次把时间推迟2027年。丰田每次都说自己几年后可以量产，连行业龙头丰田都这么难产，我们怎么样呢？

目前全固态锂电池的研发正在中国大地如火如荼地进行着，多个科研机构和企业投入巨大的人力和物力，在材料合成、电池设计、制造工艺等方面取得了一系列进展。

理想的固态电解质应具备高的锂离子传导能力、良好的机械强度以及与电极材料的兼容性。国内一线电解液企业基于对未来发展的考虑，都在研发，而且都有阶段性成果与专利。

目前，国内主要有中科院系的中科泽蓝、卫蓝新能源；清华系的清陶能源；海归派的高能时代；锂电企业宁德时代、比亚迪、蜂巢能源、广汽因湃、力神，均已经能够制备出初步具备实用化特征的全固态锂电池样品，虽然距离大规模商业化应用还有一段路要走，但整体上正在稳步向前推进，比国外先进水平相差不大，而且速度更快。


国内全固态锂电池企业进展

今年4月宁德时代首次公布了全固态电池研发和量产进度，计划在2027年小批量生产全固态电池，但未披露其批量装车的时间表。宁德时代相关人员表示：“如果用技术和制造成熟度作为评价体系(以1~9打分)，宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平。到2027年，公司期望能达到7~8分的水平，这意味着可以进行小批量生产。”

5月17日上午，国轩高科在该公司第13届科技大会上发布了全固态电池——金石电池。金石电池采用微纳化固体电解质、超薄膜包覆单晶正极和三维介孔硅负极，能量密度高达350Wh/kg，比主流三元锂电池提升40%以上，为电动汽车提供了更长的续航能力和更高的能量效率。目前，金石电池已一次性通过了200度热箱测试，安全性远超国标需求。基于金石电池打造的新能源汽车电池包，拥有80%的质量成组率，单次充电续航可达1000公里。

卫蓝新能源2023年6月正式向蔚来交付360Wh/kg锂电池半固态电芯，组成150kWh半固态电池包，该电池包能量密度为260Wh/kg，行驶距离达1044公里。卫蓝新能源暂定于2027年左右实现全固态电池量产。

清陶能源全固态电池采用了聚合物-无机物复合电解质技术路线，预计能量密度将超过400Wh/kg，体积能量密度超过820Wh/L，电池容量能超过75Ah，预计二代全固态电池能量密度将超500Wh/kg。清陶与上汽集团紧密合作，搭载清陶全固态电池的智己新车预计将在2027年实现量产并正式交付用户。

太蓝新能源在4月初通过官方渠道宣布，他们成功研发出全球首款能量密度高达720Wh/kg的“车规级”全固态锂金属电池。


4月12日，广汽在科技日发布了全固态电池，它采用了第三代海绵硅负极和高面容量固态正极技术。据了解，该款全固态电池能量密度能达到400Wh/kg以上，较当前量产液态锂离子电池，体积能量密度提升52%以上，质量能量密度提升50%以上，可轻松实现超1000公里续航。广汽希望在2026年完成全固态电池开发，并首先搭载于旗下昊铂车型。

目前来看，全固态电池的制造成本远高于液态电池，液态电池在过去十年几乎创下了电化学的奇迹：能量密度提升3倍，成本下降80%以上，目前100kWh三元锂电池包成本在5-8万左右，而全固态电池成本在不同的技术路线影响下，有的成本可超过30万元。

全固态锂电池的市场前景

随着全球范围内对减少碳排放的共识加深，以及各国政府对于电动车的政策扶持，电动汽车的市场需求正在迅速膨胀。而电动车的性能与续航里程又在很大程度上取决于电池技术，因此全固态锂电池的高能量密度、快速充放电能力及长寿命等特性将极大促进电动汽车的发展。

除了地上跑的电动汽车，航空领域同样对全固态锂电池表现出浓厚的兴趣。在追求更高能效和环保标准的今天，电动飞机，尤其是eVTOL（电动垂直起降飞机）逐渐成为研究的热点。


电池性能是制约eVTOL发展的关键瓶颈。目前的商用锂离子电池电池存在能量密度短板，而eVTOL垂直起飞所需要的动力是地面行驶的10-15倍，这就对全固态锂电池创造了巨大的市场前景。

至于市场规模，根据业内专家的分析预测，未来全固态锂电池的市场规模将达到数千亿甚至上万亿的规模。具体而言，到2030年前后，随着全固态锂电池技术的不断成熟和生产成本的降低，其在电动汽车领域的渗透率将明显增加，届时市场规模有望迎来爆发式增长。而在更远的未来，随着技术的进一步突破和应用的拓展，包括便携式电子设备、储能系统等领域也将逐渐被全固态锂电池所渗透，市场规模将持续扩大。

最后

我们好不容易获得锂电池第一大国的产业地位，比较担心全固态电池领域被日本、欧美等国超越，这种心情，可以理解。但从当前各家固态电池水平来看，全固态电池技术还不成熟，产业链成本高企，因此全固态电池也难以短时间内规模量产，离真正的商业落地仍有距离。现在就担心会被超越还是过于杞人忧天了。

全固态电池作为一种具有巨大潜力的电池技术，确实值得我们投入大量的精力和资源进行研究和开发。然而，要实现全固态电池产业化，我们必须具备攻坚克难的思想准备，勇于面对各种技术难题和挑战，不断推动全固态电池技术的发展和进步。