今年以來(lái)，幾則消息讓熱鬧的全球鋰電池行業(yè)猶如“打了雞血般興奮”。一則是，日本企業(yè)巨頭日立公司研究人員宣布其固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)研發(fā)完成，新一代電池可以抵御外太空極端溫度，并且已經(jīng)將這種電池送到了航天部門(mén)和企業(yè)進(jìn)行使用實(shí)踐，聲稱(chēng)要在三年后的2020年量產(chǎn)上市。另一則是，豐田正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)車(chē)。該動(dòng)力電池將大大提升電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程，并縮短充電時(shí)間。根據(jù)豐田的計(jì)劃，這款電動(dòng)車(chē)將于2022年上市銷(xiāo)售。另外，中國(guó)電池聯(lián)盟（微信號(hào)：zgcbcu）在不久前進(jìn)行鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研時(shí)，有企業(yè)介紹說(shuō)已經(jīng)研發(fā)成熟了固態(tài)電池，并且做了小批量量產(chǎn)，未來(lái)不久就會(huì)上市。

有專(zhuān)家分析認(rèn)為：固態(tài)電池已經(jīng)舉起了“革命大旗”，未來(lái)鋰電池整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)發(fā)生顛覆性變化。

巨頭紛紛布局

日本企業(yè)瘋狂的在“固態(tài)電池”領(lǐng)域砸錢(qián)，并且已經(jīng)取得長(zhǎng)足發(fā)展。

豐田就計(jì)劃于2020年用固態(tài)電池取代鋰電池，其能量密度是鋰電池的三到四倍。豐田負(fù)責(zé)材料工程的高管ShigekiSuzuki表示，豐田將于2020年全面實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化，并在未來(lái)幾年內(nèi)使用鋰空氣電池。但他并未提供任何該計(jì)劃的細(xì)節(jié)信息。

2016年11月24日，三井金屬發(fā)布了下一代的鋰離子二次電池的“全固態(tài)電池”用的硫化物固態(tài)電解質(zhì)。2012年三井金屬全固態(tài)電池已經(jīng)取得一定的成績(jī)，因?yàn)檐?chē)企需求，雪藏五年，終于從幕后進(jìn)入臺(tái)前。今后，三井金屬將會(huì)與電池廠商和汽車(chē)廠商等合作，到2020年將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。

事實(shí)上，世界各地的研究人員都走在將固態(tài)電池商業(yè)化的路上。全固態(tài)鋰電池具有極高的安全性，其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，同時(shí)也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，搭載全固態(tài)鋰電池的汽車(chē)的自燃概率會(huì)大大降低。

全固態(tài)鋰電池當(dāng)前能量密度約400Wh/Kg，預(yù)估最大潛力值達(dá)900Wh/Kg。但是固態(tài)電解質(zhì)具有高的電阻，在功率密度方面還存在一些待解決的問(wèn)題，需要從固態(tài)電解質(zhì)、正負(fù)極材料上著手，一旦這些問(wèn)題能夠有效解決，必將在未來(lái)掀起一場(chǎng)新的電池革命。

而在固態(tài)電池的研究上，日立走在了前頭。日立佐森總裁TakashiTanisho透露，目前已經(jīng)將固態(tài)電池的樣品送到了航空航天和汽車(chē)行業(yè)的潛在客戶(hù)。此外，日立正在與一個(gè)未公開(kāi)的日本電池制造商合作，完善一些細(xì)節(jié)上的問(wèn)題，并在2020年之前將固態(tài)電池投放市場(chǎng)，而且可能不會(huì)在日立的品牌下出售。事實(shí)上，日立在前沿科技上一直保持著領(lǐng)先地位，日立已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一款續(xù)航約400公里的純電動(dòng)汽車(chē)（EV）用鋰離子電池技術(shù)。

很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，日本由于發(fā)展路線原因，純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)已經(jīng)落在了后頭。但事實(shí)上，作為最先實(shí)現(xiàn)鋰電池產(chǎn)業(yè)化的日本企業(yè)，即便鋰電業(yè)務(wù)全球占比逐漸減少，但在高端市場(chǎng)依舊沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。從豐田2022年量產(chǎn)固態(tài)電池、GSYuasa2020年續(xù)航翻倍上就可以看出來(lái)。未來(lái)的新能源市場(chǎng)，日本依舊是巨頭。

早在2015年，汽車(chē)配件制造商博世集團(tuán)成功收購(gòu)了位于加州海沃德市的Seeo電池公司。據(jù)悉，該公司已經(jīng)研發(fā)出能夠提升電動(dòng)汽車(chē)2倍續(xù)航能力的新一代固態(tài)鋰電子電池。

Seeo公司有能力將電池的能量密度從50%提升至100%，這樣一來(lái)就能大大提升電池的續(xù)航能力。Seeo公司目前已經(jīng)研發(fā)出能量密度達(dá)到350Wh/KG的電池，這大約是目前已使用的電動(dòng)汽車(chē)中的電池的兩倍密度。Seeo公司的DryLyte“固態(tài)”聚合物電解質(zhì)不易揮發(fā)，也不易燃，這就意味著這種電解質(zhì)能夠在更高的溫度下使用。

國(guó)內(nèi)企業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)

今年8月9日，一則消息讓業(yè)界大吃一驚：華氣電池（浙江）10億安時(shí)聚合物固態(tài)動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目在麗水生態(tài)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)松陽(yáng)分區(qū)開(kāi)工建設(shè)。華氣電池動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目總用地面積657.88畝，將在松陽(yáng)新建總投資12億元以上的10億Ah（安時(shí)）動(dòng)力鋰電池、2億Ah（安時(shí)）超級(jí)電容生產(chǎn)線和電動(dòng)車(chē)電控系統(tǒng)、電機(jī)生產(chǎn)設(shè)備。

其實(shí)，早在2016年12月17日，寧德時(shí)代就已經(jīng)透露出其布局“固態(tài)電池”的決心。研發(fā)經(jīng)理郭永勝在“第七屆全球新能源汽車(chē)大會(huì)（GNEV7）”上介紹了公司固態(tài)鋰金屬電池的研發(fā)進(jìn)程，他表示，寧德時(shí)代在做固態(tài)電池之前對(duì)全球做固態(tài)電池的企業(yè)做了調(diào)研，目前該項(xiàng)目還處于早期階段。寧德時(shí)代在研發(fā)過(guò)程中，也在關(guān)注固態(tài)電池的制造問(wèn)題，固態(tài)電池整個(gè)制造工藝跟傳統(tǒng)的鋰離子的制造工藝不同，需要新的設(shè)備，新的工藝，所以寧德時(shí)代也同時(shí)進(jìn)行工藝的研發(fā)。

中國(guó)電池聯(lián)盟（微信號(hào)：zgcbcu）在不久前進(jìn)行的一次調(diào)研中了解到，國(guó)內(nèi)多家電池企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始或者即將量產(chǎn)“固態(tài)電池”。

針對(duì)固態(tài)電池的技術(shù)發(fā)展和未來(lái)市場(chǎng)，真理研究首席分析師墨柯認(rèn)為，從整體來(lái)看，固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度還有待加強(qiáng)，能形成規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)有限，技術(shù)規(guī)模化擴(kuò)產(chǎn)需要克服的困難還有很多，仍處于推廣發(fā)展期。但可以預(yù)期的是，隨著研發(fā)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，全固態(tài)電池中的科學(xué)和工藝上的問(wèn)題會(huì)逐漸得到緩解，在未來(lái)幾年，固態(tài)電池產(chǎn)品的市場(chǎng)會(huì)迎來(lái)蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。

固態(tài)電池將會(huì)顛覆市場(chǎng)？

賽迪顧問(wèn)投資部總經(jīng)理吳輝認(rèn)為，當(dāng)今占據(jù)技術(shù)主流的是鋰離子電池，但是從長(zhǎng)期來(lái)看，固態(tài)電池或許更能滿(mǎn)足人們對(duì)高能量和高安全性的現(xiàn)實(shí)需求，將會(huì)給當(dāng)下的鋰電池市場(chǎng)帶來(lái)一場(chǎng)革命。

工作原理上，固態(tài)鋰電池和傳統(tǒng)的鋰電池并無(wú)區(qū)別。傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池被稱(chēng)為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子像一個(gè)運(yùn)動(dòng)員，在搖椅兩端來(lái)回奔跑，鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電池的充放電過(guò)程就完成了。而固態(tài)電池只不過(guò)其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。

固態(tài)電池有很多優(yōu)勢(shì)，發(fā)展前景值得期待。其中，兩個(gè)最明顯的優(yōu)勢(shì)就是能量密度更高，運(yùn)行更安全。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極，這樣可以大大減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。固態(tài)電池在大電流下工作不會(huì)因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致短路，不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會(huì)因產(chǎn)生氣體而發(fā)生燃燒，因此，安全性被認(rèn)為是固態(tài)電池發(fā)展的最根本驅(qū)動(dòng)力之一。

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