近日有媒體轉引消息人士稱：中國相關部委將牽頭實施全固態電池產業化專項，投入約60億元用于全固態電池產業化研究。該項目經過嚴格篩選后，具體分為七大項目，聚焦聚合物和硫化物等不同技術路線。
據說包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府產業化研發支持。若該政策落地，獲得國家層面規模資金扶持的全固態電池的研發進程將能更快推進。
目前商用鋰電池存在缺陷，需要全固態鋰電池
隨著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內的購置成本。
目前已經大批量商業應用的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池等都含有液態電解質，在電池內部與正負極材料、隔膜、封裝結構件緩慢相互作用與反應，長期作用下，溶劑容易干涸、揮發、泄漏，正負極材料容易被腐蝕，影響電池壽命。
鋰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、電池內阻不斷增大，所以電池的生產環境要求特別嚴苛，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，都與鋰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，但也只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鋰離子電池安全問題。而且大規模量產后，還可以降低電池整體制造成本、降低制造技術門檻，有利于鋰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。
全固態鋰電池產業化進展
根據所用固態電解質不同，全固態鋰電池可分為聚合物體系、硫化物體系、氧化物體系三種。
還可以按照正極材料的不同，分為全固態鋰離子電池與全固態鋰金屬電池。其中全固態鋰電池沿用當前鋰電池材料體系，使用石墨或硅碳材料作為負極、使用復合材料作為正極，而全固態鋰金屬電池則以金屬鋰為負極。
全固態鋰電池專利數量，日本擁有最多，全球占比達到 28%。其中豐田關于固態電池的專利超過1300項。2017年豐田宣布3年后就能商業化量產，然后2019年又宣布2025年才能量產，去年6月又再次把時間推遲2027年。豐田每次都說自己幾年后可以量產，連行業龍頭豐田都這么難產，我們怎么樣呢？
目前全固態鋰電池的研發正在中國大地如火如荼地進行著，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。
理想的固態電解質應具備高的鋰離子傳導能力、良好的機械強度以及與電極材料的兼容性。國內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，國內主要有中科院系的中科澤藍、衛藍新能源；清華系的清陶能源；海歸派的高能時代；鋰電企業寧德時代、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態鋰電池樣品，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。
國內全固態鋰電池企業進展
今年4月寧德時代首次公布了全固態電池研發和量產進度，計劃在2027年小批量生產全固態電池，但未披露其批量裝車的時間表。寧德時代相關人員表示：“如果用技術和制造成熟度作為評價體系(以1~9打分)，寧德時代的全固態電池研發目前處于4分的水平。到2027年，公司期望能達到7~8分的水平，這意味著可以進行小批量生產。”
5月17日上午，國軒高科在該公司第13屆科技大會上發布了全固態電池——金石電池。金石電池采用微納化固體電解質、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負極，能量密度高達350Wh/kg，比主流三元鋰電池提升40%以上，為電動汽車提供了更長的續航能力和更高的能量效率。目前，金石電池已一次性通過了200度熱箱測試，安全性遠超國標需求。基于金石電池打造的新能源汽車電池包，擁有80%的質量成組率，單次充電續航可達1000公里。
衛藍新能源2023年6月正式向蔚來交付360Wh/kg鋰電池半固態電芯，組成150kWh半固態電池包，該電池包能量密度為260Wh/kg，行駛距離達1044公里。衛藍新能源暫定于2027年左右實現全固態電池量產。
清陶能源全固態電池采用了聚合物-無機物復合電解質技術路線，預計能量密度將超過400Wh/kg，體積能量密度超過820Wh/L，電池容量能超過75Ah，預計二代全固態電池能量密度將超500Wh/kg。清陶與上汽集團緊密合作，搭載清陶全固態電池的智己新車預計將在2027年實現量產并正式交付用戶。
太藍新能源在4月初通過官方渠道宣布，他們成功研發出全球首款能量密度高達720Wh/kg的“車規級”全固態鋰金屬電池。
4月12日，廣汽在科技日發布了全固態電池，它采用了第三代海綿硅負極和高面容量固態正極技術。據了解，該款全固態電池能量密度能達到400Wh/kg以上，較當前量產液態鋰離子電池，體積能量密度提升52%以上，質量能量密度提升50%以上，可輕松實現超1000公里續航。廣汽希望在2026年完成全固態電池開發，并首先搭載于旗下昊鉑車型。
目前來看，全固態電池的制造成本遠高于液態電池，液態電池在過去十年幾乎創下了電化學的奇跡：能量密度提升3倍，成本下降80%以上，目前100kWh三元鋰電池包成本在5-8萬左右，而全固態電池成本在不同的技術路線影響下，有的成本可超過30萬元。
全固態鋰電池的市場前景
隨著全球范圍內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里程又在很大程度上取決于電池技術，因此全固態鋰電池的高能量密度、快速充放電能力及長壽命等特性將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態鋰電池表現出濃厚的興趣。在追求更高能效和環保標準的今天，電動飛機，尤其是eVTOL（電動垂直起降飛機）逐漸成為研究的熱點。
電池性能是制約eVTOL發展的關鍵瓶頸。目前的商用鋰離子電池電池存在能量密度短板，而eVTOL垂直起飛所需要的動力是地面行駛的10-15倍，這就對全固態鋰電池創造了巨大的市場前景。
至于市場規模，根據業內專家的分析預測，未來全固態鋰電池的市場規模將達到數千億甚至上萬億的規模。具體而言，到2030年前后，隨著全固態鋰電池技術的不斷成熟和生產成本的降低，其在電動汽車領域的滲透率將明顯增加，屆時市場規模有望迎來爆發式增長。而在更遠的未來，隨著技術的進一步突破和應用的拓展，包括便攜式電子設備、儲能系統等領域也將逐漸被全固態鋰電池所滲透，市場規模將持續擴大。
最后
我們好不容易獲得鋰電池第一大國的產業地位，比較擔心全固態電池領域被日本、歐美等國超越，這種心情，可以理解。但從當前各家固態電池水平來看，全固態電池技術還不成熟，產業鏈成本高企，因此全固態電池也難以短時間內規模量產，離真正的商業落地仍有距離。現在就擔心會被超越還是過于杞人憂天了。
全固態電池作為一種具有巨大潛力的電池技術，確實值得我們投入大量的精力和資源進行研究和開發。然而，要實現全固態電池產業化，我們必須具備攻堅克難的思想準備，勇于面對各種技術難題和挑戰，不斷推動全固態電池技術的發展和進步。
據說包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府產業化研發支持。若該政策落地，獲得國家層面規模資金扶持的全固態電池的研發進程將能更快推進。
目前商用鋰電池存在缺陷，需要全固態鋰電池
隨著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內的購置成本。
目前已經大批量商業應用的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池等都含有液態電解質，在電池內部與正負極材料、隔膜、封裝結構件緩慢相互作用與反應，長期作用下，溶劑容易干涸、揮發、泄漏，正負極材料容易被腐蝕，影響電池壽命。
鋰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、電池內阻不斷增大，所以電池的生產環境要求特別嚴苛，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，都與鋰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，但也只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鋰離子電池安全問題。而且大規模量產后，還可以降低電池整體制造成本、降低制造技術門檻，有利于鋰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。
全固態鋰電池產業化進展
根據所用固態電解質不同，全固態鋰電池可分為聚合物體系、硫化物體系、氧化物體系三種。
還可以按照正極材料的不同，分為全固態鋰離子電池與全固態鋰金屬電池。其中全固態鋰電池沿用當前鋰電池材料體系，使用石墨或硅碳材料作為負極、使用復合材料作為正極，而全固態鋰金屬電池則以金屬鋰為負極。
全固態鋰電池專利數量，日本擁有最多，全球占比達到 28%。其中豐田關于固態電池的專利超過1300項。2017年豐田宣布3年后就能商業化量產，然后2019年又宣布2025年才能量產，去年6月又再次把時間推遲2027年。豐田每次都說自己幾年后可以量產，連行業龍頭豐田都這么難產，我們怎么樣呢？
目前全固態鋰電池的研發正在中國大地如火如荼地進行著，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。
理想的固態電解質應具備高的鋰離子傳導能力、良好的機械強度以及與電極材料的兼容性。國內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，國內主要有中科院系的中科澤藍、衛藍新能源；清華系的清陶能源；海歸派的高能時代；鋰電企業寧德時代、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態鋰電池樣品，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。
國內全固態鋰電池企業進展
今年4月寧德時代首次公布了全固態電池研發和量產進度，計劃在2027年小批量生產全固態電池，但未披露其批量裝車的時間表。寧德時代相關人員表示：“如果用技術和制造成熟度作為評價體系(以1~9打分)，寧德時代的全固態電池研發目前處于4分的水平。到2027年，公司期望能達到7~8分的水平，這意味著可以進行小批量生產。”
5月17日上午，國軒高科在該公司第13屆科技大會上發布了全固態電池——金石電池。金石電池采用微納化固體電解質、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負極，能量密度高達350Wh/kg，比主流三元鋰電池提升40%以上，為電動汽車提供了更長的續航能力和更高的能量效率。目前，金石電池已一次性通過了200度熱箱測試，安全性遠超國標需求。基于金石電池打造的新能源汽車電池包，擁有80%的質量成組率，單次充電續航可達1000公里。
衛藍新能源2023年6月正式向蔚來交付360Wh/kg鋰電池半固態電芯，組成150kWh半固態電池包，該電池包能量密度為260Wh/kg，行駛距離達1044公里。衛藍新能源暫定于2027年左右實現全固態電池量產。
清陶能源全固態電池采用了聚合物-無機物復合電解質技術路線，預計能量密度將超過400Wh/kg，體積能量密度超過820Wh/L，電池容量能超過75Ah，預計二代全固態電池能量密度將超500Wh/kg。清陶與上汽集團緊密合作，搭載清陶全固態電池的智己新車預計將在2027年實現量產并正式交付用戶。
太藍新能源在4月初通過官方渠道宣布，他們成功研發出全球首款能量密度高達720Wh/kg的“車規級”全固態鋰金屬電池。
4月12日，廣汽在科技日發布了全固態電池，它采用了第三代海綿硅負極和高面容量固態正極技術。據了解，該款全固態電池能量密度能達到400Wh/kg以上，較當前量產液態鋰離子電池，體積能量密度提升52%以上，質量能量密度提升50%以上，可輕松實現超1000公里續航。廣汽希望在2026年完成全固態電池開發，并首先搭載于旗下昊鉑車型。
目前來看，全固態電池的制造成本遠高于液態電池，液態電池在過去十年幾乎創下了電化學的奇跡：能量密度提升3倍，成本下降80%以上，目前100kWh三元鋰電池包成本在5-8萬左右，而全固態電池成本在不同的技術路線影響下，有的成本可超過30萬元。
全固態鋰電池的市場前景
隨著全球范圍內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里程又在很大程度上取決于電池技術，因此全固態鋰電池的高能量密度、快速充放電能力及長壽命等特性將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態鋰電池表現出濃厚的興趣。在追求更高能效和環保標準的今天，電動飛機，尤其是eVTOL（電動垂直起降飛機）逐漸成為研究的熱點。
電池性能是制約eVTOL發展的關鍵瓶頸。目前的商用鋰離子電池電池存在能量密度短板，而eVTOL垂直起飛所需要的動力是地面行駛的10-15倍，這就對全固態鋰電池創造了巨大的市場前景。
至于市場規模，根據業內專家的分析預測，未來全固態鋰電池的市場規模將達到數千億甚至上萬億的規模。具體而言，到2030年前后，隨著全固態鋰電池技術的不斷成熟和生產成本的降低，其在電動汽車領域的滲透率將明顯增加，屆時市場規模有望迎來爆發式增長。而在更遠的未來，隨著技術的進一步突破和應用的拓展，包括便攜式電子設備、儲能系統等領域也將逐漸被全固態鋰電池所滲透，市場規模將持續擴大。
最后
我們好不容易獲得鋰電池第一大國的產業地位，比較擔心全固態電池領域被日本、歐美等國超越，這種心情，可以理解。但從當前各家固態電池水平來看，全固態電池技術還不成熟，產業鏈成本高企，因此全固態電池也難以短時間內規模量產，離真正的商業落地仍有距離。現在就擔心會被超越還是過于杞人憂天了。
全固態電池作為一種具有巨大潛力的電池技術，確實值得我們投入大量的精力和資源進行研究和開發。然而，要實現全固態電池產業化，我們必須具備攻堅克難的思想準備，勇于面對各種技術難題和挑戰，不斷推動全固態電池技術的發展和進步。
