固態電池即將商業化？還早著呢

傳統液態鋰電池不會是動力電池的技術終點，固態電池是后鋰時代的必由之路早已成為業界共識。NEDO是日本新能源行業的綜合技術開發機構，早在2008年就發布了電池研發路線圖，其中固態電池作為發展方向的位置非常顯眼。

(NEDO 2008年發布全固態二次電池發展路線圖)固態電池何時能量產，關系到新能源汽車何時能真正進入市場。所以固態電池發展的一舉一動，一直牽動著業界的神經。6月24日，萬向A123公司和材料公司Ionic Materials正式宣布，全固態電池的研發取得了里程碑式的進展，并表示“這種獨特的方法有望在2022年將全固態電池推向市場。”。8月28日，贛鋒鋰業發布2019年半年報，稱第一代固態鋰電池研究產品已通過多個第三方安全測試和多個客戶樣品測試。公司已投資建設年產十億瓦時第一代固態鋰電池研發中試生產線，計劃于2019年下半年建成投產。這一描述被很多媒體解讀為預示著即將量產。事實上，萬向的新聞稿中并沒有提到“量產”這個詞。贛鋒鋰業方面，可以看到“中試生產線”的描述，說明這只是中試產品，并不是真正的量產產品。業內人士曾指出，電池從試制到真正量產至少需要三年時間，同時也存在失敗的風險。五年來，關于固態電池技術突破的新聞層出不窮，但最終幾乎所有的成果都停留在實驗室階段，對于量產的商業化始終沒有明確的答案。對于這些頻頻出現的“煙霧彈”，一位業內人士對第一電氣表示，“這只是一場資本游戲。”那么固態電池目前的進展如何，離量產還有多遠？

固態電池的技術困境目前，固體電解質根據其材料分為三種體系，聚合物，氧化物和硫化物。但是，沒有一個系統可以避開電導率的評價標準。電導率是用來描述物質中電荷流動難易程度的參數。在電池中，電解液的作用是在電池充放電過程中為鋰離子在正負極之間建立傳輸通道，實現電池內部電流的傳導。決定鋰離子運輸是否順暢的指標叫做離子電導率。

根據數據，硫化物體系的電導率最高，這意味著該體系具有最好的鋰電導率。然而，傳統液體電解質的室溫離子電導率約為10 ^ (- 2) S/cm，高于任何固體電解質類型。除了低倍率，高阻抗也是固態電池量產的一大障礙。液體電解質與正負電極的傳統接觸方式是液固接觸，界面潤濕性好，界面間阻抗不大。但固體電解質與正負電極接觸面積小，接觸緊密性差，界面阻抗高。現階段，大多數固態電池企業仍需在產品中添加少量液體電解質，以緩解電極界面問題，增加導電性。因此，電池中仍然存在隔膜，以阻擋正負極，避免電池短路。

低離子電導率和高界面阻抗導致固態電池內阻高，直接影響……s固態電池的能量密度和功率密度，很難達到理論值。三大系統量產的路徑:法國Bolore公司是一家真正意義上的將固態電池商業化應用于電動汽車的公司，它選擇了聚合物電池系統。早在2011年底，Bolor é就開始使用其自主研發的電動汽車“Bluecar”和電動公交車“Bluebus”，在法國巴黎及其郊區提供汽車共享服務“Autolib”。在過去的幾年里，它已經投資了大約3000輛電動汽車，這些汽車配備了30kWh的固態聚合物電池+雙層電容器作為動力系統。然而，由于操作溫度范圍的限制、由于加熱器的存在而增加的能量消耗以及安全問題，盡管該產品為市場提供了參考和指導，但它不具有商業價值。

雖然該系統技術相對成熟，成本較低，是目前量產能力最強的固態電池，但其室溫離子電導率低，正極容量低，使得能量密度上限較低成為可能，在車用標準動力電池水平上幾乎不可能實現商業化。離子電導率與液體電解質相當的硫化物系統是最有希望用于車輛領域的固態電池系統。這條賽道上到處都是知名的大玩家，豐田的技術一路領先。

(硫化物體系的主要研發企業)發展潛力最大，但也伴隨著最大的發展難度。生產環境限制、安全問題和接口問題是最大的障礙，也是未來需要解決的關鍵問題。看來量產商業化的步伐還是不算太快。就連豐田動力總成部門總經理安倍晉三(Shinzuo Abe)在接受沃德汽車(Ward Automotive)和豐田未來戰略采訪時也提到，豐田預計在2020年后生產固態電池，但要實現固態電池的量產，仍需等到2030年后。

(2014年6月豐田在國際鋰電池論壇(IMLB)上發布的技術路線圖)作為國內電源行業的龍頭企業，寧德時代也表示將持續關注固態電池領域的進展，跟進相關技術動向。但從目前的技術進步來看，固態電池距離商業化還有很長的路要走。最后，我們來看看氧化物體系，主要分為薄膜和非薄膜兩大類。非膜產品因其導電性高、生產成本相對較低、各項指標相對均衡而成為中國企業發展的重點。慧能和江蘇陶青都是這條賽道上的知名選手。

早在2014年，慧能就與手機廠商HTC合作，生產了一款可以給手機充電的手機保護皮套，采用固態電池供電。同時，其產品在可穿戴設備等領域也有應用。今年已分別與天脊、蔚來達成合作協議。有人推測，這兩家整車公司中的一家可能會成為第一家裝載固態電池的整車公司。

不過，對于這個問題，很多業內人士也有不同的看法。某汽車公司電池部經理告訴第一電氣，“固態電池量產商業化不可能這么快。目前有些企業可能已經具備量產的技術條件，但能否達到車輛規格要求，用戶是否愿意支付成本，還很難說。沒有市場上的大規模生產，它就變得太高、太少而沒有意義。”另一位投資者也表示，“固態電池有商業化的潛力，但不會在三年內上市。它們投入全面量產和應用還需要很長時間。”

標簽：豐田路虎蔚來

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