文 | 電車商業研究
4 月 12 日，2024 廣汽科技日活動在廣州舉行，廣汽集團宣布初步打通了全固态電池全流程制造工藝，已取得車規級高安全大容量全固态動力電池量産的關鍵技術突破，具有超高能量密度、超高安全性及大容量全固态電芯三大核心優勢，預計于 2026 年裝車搭載于昊鉑車型。
4 月 8 日，上汽智己也發布了旗下最新車型智己 L6，宣稱這款車在全行業中第一個應用了 " 準 900V 超快充固态電池 "，可以實現超過 1000 公裏的續航裏程。
一時間固态電池成爲熱點，各路人馬都來咨詢。筆者并非電化學專家，隻是擔任過動力電池、電機電控、汽車銷售高管又回歸産業學院的實踐與研究者，就産業研究與行業常識角度回複各項詢問，僅供參考。
固态電池名字的來由
電池在學術的名稱叫：化學電源，是一種把化學能直接轉化爲電能的裝置。一般由電極、電解質、隔膜及外殼組成。其核心由正極、負極和電解質構成。正極活性物質、負極活性物質分别儲存着化學能。在電池工作過程，就是正負極将活性物質儲存的化學能轉化爲電能的電化學反應。
電池命名規則基本上結合正極材料、電解質、負極材料來命名的，比如锂離子電池、三元锂電池、磷酸鐵锂電池、鈉離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鎳镉電池等。
固态電池在沒有成爲熱點之前，電化學無論是學術界還是産業界，提起固态電池，都是指全固态锂電池，是指使用固态電極材料、固體電解質、沒有隔膜、不含任何液體的锂電池。也沒有人用液态電池、固态電池這樣來分類的。
2022 年初，筆者接受了一家國家級高新區管委員委托，對即将引進的一家全固态锂電池項目做過可行性研究，目前該項目進展順利。當時無論學術界、産業界、地方政府招商引資都相互明白是指全固态锂電池。不存在 " 半固态是不是固态 " 的科學問題，與 " 白馬是不是馬 " 的哲學問題根本扯不到一起。
目前社會上炒作的固态電池概念，筆者初步可以判斷爲有人利用電化學命名的模糊地帶，創造了固态電池的品類。
其底層邏輯是這樣的：已商用化的锂離子電池都有液體電解質，行業龍頭企業已經誕生，新興企業反正也超越不了，幹脆就将現有的锂離子電池稱爲液态電池，重新建一個全新品類叫 " 固态電池 "，來占據消費者心智。同時還創造了半固态、準固态、固态電池、混合固液锂電池等概念。
目前商用锂離子電池存在缺陷，需要全固态锂電池
随着電動汽車與電化學儲能的發展，在實際應用中迫切需要具有高安全性、高能量密度與高功率密度的電池。
電動汽車期望動力電池壽命達到 10 年以上，大規模的電網儲能、工商業儲能更希望服役壽命長達 25 年以上，從而降低全生命周期内的購置成本。
目前已經大批量商業應用的三元锂電池、磷酸鐵锂電池等都含有液态電解質，在電池内部與正負極材料、隔膜、封裝結構件緩慢相互作用與反應，長期作用下，溶劑容易幹涸、揮發、洩漏，正負極材料容易被腐蝕，影響電池壽命。
锂離子電池的性能與循環壽命與電池中的雜質含量密切相關。雜質的存在會使得活性物質消耗、電解液慢慢耗盡、電池内阻不斷增大，所以電池的生産環境要求特别嚴苛，但實際情況又很難做到。
近年來，發生的電池自燃等安全事故，都與锂離子電池中使用可燃的液體溶劑有關。雖然采用了阻燃劑、陶瓷隔膜、增加冷卻等一系列技術方法，但也隻能是在局部出現問題時，阻住蔓延，最大限度控制風險，不能從根本上解決問題。
如果能夠使用完全不燃燒的無機固體電解質，就可以從根本上解決锂離子電池安全問題。而且大規模量産後，還可以降低電池整體制造成本、降低制造技術門檻，有利于锂離子電池更大規模的推廣使用。所以各國對此都投入了大量的人力物力在這個方向的研究與實踐。
全固态锂電池産業化進展
根據所用固态電解質不同，全固态锂電池可分爲聚合物體系、硫化物體系、氧化物體系三種。
還可以按照負極材料的不同，分爲全固态锂離子電池與全固态锂金屬電池。其中全固态锂電池沿用當前锂電池材料體系，使用石墨或矽碳材料作爲負極、使用多元、高鎳或者富锂材料作爲正極，而全固态锂金屬電池則以金屬锂爲負極。
全固态锂電池專利數量，日本擁有最多，全球占比達到 28%。2017 年豐田宣布 3 年後就能商業化量産，然後 2019 年又宣布 2025 年才能量産，去年 6 月又再次把時間推遲 2027 年。豐田每次都說自己幾年後可以量産，連行業龍頭豐田都這麽難産，我們怎麽樣呢？
目前全固态锂電池的研發正在中國大地如火如荼地進行着，多個科研機構和企業投入巨大的人力和物力，在材料合成、電池設計、制造工藝等方面取得了一系列進展。
理想的固态電解質應具備高的锂離子傳導能力、良好的機械強度以及與電極材料的兼容性。國内一線電解液企業基于對未來發展的考慮，都在研發，而且都有階段性成果與專利。
目前，國内主要有中科院系的中科深藍彙澤、衛藍新能源；清華系的清陶能源；海歸派的高能時代；锂電企業甯德時代、比亞迪、蜂巢能源、廣汽因湃、力神，均已經能夠制備出初步具備實用化特征的全固态锂電池樣品，雖然距離大規模商業化應用還有一段路要走，但整體上正在穩步向前推進，比國外先進水平相差不大，而且速度更快。
全固态锂電池的市場前景
随着全球範圍内對減少碳排放的共識加深，以及各國政府對于電動車的政策扶持，電動汽車的市場需求正在迅速膨脹。而電動車的性能與續航裏程又在很大程度上取決于電池技術，因此全固态锂電池的高能量密度、快速充放電能力及長壽命等特性将極大促進電動汽車的發展。
除了地上跑的電動汽車，航空領域同樣對全固态锂電池表現出濃厚的興趣。在追求更高能效和環保标準的今天，電動飛機，尤其是 eVTOL（電動垂直起降飛機）逐漸成爲研究的熱點。
電池性能是制約 eVTOL 發展的關鍵瓶頸。目前的商用锂離子電池電池存在能量密度短闆，而 eVTOL 垂直起飛所需要的動力是地面行駛的 10-15 倍，這就對全固态锂電池創造了巨大的市場前景。
至于市場規模，根據業内專家的分析預測，未來全固态锂電池的市場規模将達到數千億甚至上萬億的規模。具體而言，到 2030 年前後，随着全固态锂電池技術的不斷成熟和生産成本的降低，其在電動汽車領域的滲透率将明顯增加，屆時市場規模有望迎來爆發式增長。而在更遠的未來，随着技術的進一步突破和應用的拓展，包括便攜式電子設備、儲能系統等領域也将逐漸被全固态锂電池所滲透，市場規模将持續擴大。
最後
近日筆者跟剛剛從美國回來的電化學專家交流得知，美國不是不做電動汽車了，而是加緊在幹，給足了各項補貼。但是目前能夠商用的锂離子電池，無論是産業鏈，還是人才優勢都在中國，所以歐美要放緩節奏，集中資源，争取在全固态锂電池領域有所突破。
我們從事全固态锂電池研發與制造的企業，少争論，盡早将全固态锂電池做出來，真正量産使用才是正道。
