鉅大LARGE | 點擊量：762次 | 2021年08月16日
搶占下一代動力鋰電池技術制高點的將是固態(tài)電池
電動汽車制造商MullenTechnologies近日宣布了其獲得授權的固態(tài)聚合物電池技術的獨立探測結果，使用該授權電池能使電動汽車續(xù)航里程最大達到了1030公里，與現(xiàn)有鋰離子電池相比，這款電池將大大延長電動汽車的續(xù)航里程。
隨著全球新能源汽車時代的到來，各國都在大力推進本國的新能源汽車的發(fā)展。業(yè)內(nèi)人士認為當前鋰離子電池顯示電力存儲性能的“能量密度”已接近理論上的極限，難以再大幅提高性能。
固態(tài)電池也被廣泛期望成為下一代動力鋰電池技術，過去十年相關專利數(shù)量上升超過10倍。但由于固態(tài)電池技術尚未成熟，距離量產(chǎn)還有較大距離。預計在2025年前后，半固態(tài)電池可以實現(xiàn)量產(chǎn)，2030年前后實現(xiàn)全固態(tài)電池的商業(yè)化使用。
固態(tài)電池就是使用固體電極和固體電解質的鋰二次電池電池，具有不可燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等優(yōu)點，安全性能大大提升。另外，固態(tài)電池使用金屬鋰做負極，可匹配高電壓正極材料，進一步提升能量密度，用以滿足電動汽車的續(xù)航里程要求。
根據(jù)電解質分類，鋰離子電池可分為液態(tài)、半固態(tài)、準固態(tài)和全固態(tài)四大類，其中半固態(tài)、準固態(tài)和全固態(tài)三種統(tǒng)稱為固態(tài)電池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
與液態(tài)鋰離子電池不同，固態(tài)電池中的固態(tài)電解質替代了液態(tài)鋰離子電池的液態(tài)電解質、隔膜。固態(tài)電池潛力巨大，有希望獲得安全性更高、單體能量密度更高（＞350Wh/kg）和壽命更長（＞5000次）的動力鋰電池。
固態(tài)電池的迭代過程中，液態(tài)電解質含量將從20wt%降至0wt%，電池負極逐步替換成金屬鋰片，電池能量密度有望提升至500Wh/kg，電池工作溫度范圍張大三倍以上。
固態(tài)電解質是固態(tài)電池的核心部件，在很大程度上決定了固態(tài)電池的各項性能參數(shù)，如功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。
固態(tài)電池距離高性能鋰離子電池系統(tǒng)仍有差距，聚合物、氧化物、硫化物三類固態(tài)電解質的性能參數(shù)各有優(yōu)劣。
固態(tài)電池憑借高能量密度和高安全性的優(yōu)點已獲得很多公司的酷愛和布局。
縱覽全球固態(tài)電池公司，有初創(chuàng)公司，也不乏國際廠商，公司之間獨踞山頭信仰不同的電解質體系，未出現(xiàn)技術流動或融合的態(tài)勢。
日本的豐田、松下，韓國的三星和LG化學，我國的寧德時代、衛(wèi)藍新能源、清陶、鋒鋰，歐洲的STMicroelectrionics，美洲的SolidPower、QuantumScape、SolidEnergy、IonicMaterial等諸多公司紛紛布局。
固態(tài)鋰離子電池中，硫化物固態(tài)電池（鋰硫電池）由于具有較高的能量密度和低廉的成本，有著巨大的開發(fā)潛力。
相對而言，歐美公司偏好氧化物與聚合物體系，而日韓公司則更多致力于處理硫化物體系的產(chǎn)業(yè)化難題，其中以豐田、三星等巨頭為代表。豐田在2010年就推出硫化物固態(tài)電池，2014年其試驗原型能量密度達到400Wh/kg，豐田固態(tài)電池的專利數(shù)量在2017年初就已經(jīng)達到30件，遠高于其他公司。
豐田高管表示豐田或將在2020年實現(xiàn)硫化物固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。國內(nèi)公司CATL在硫化物固態(tài)電池方面相對領先，正加速開發(fā)純電動汽車用的硫化物全固態(tài)鋰金屬電池。
各類型固態(tài)電池的電芯封裝技術大同小異，差別重要體今朝電極和電解質的制備工藝。全固態(tài)鋰離子電池依據(jù)電池形態(tài)可以分成薄膜型和大容量型兩大類。大容量全固態(tài)電池適合規(guī)模化加工的技術路線仍在研究中，涂布法最為常見。
光大證券分解稱，向全固態(tài)鋰離子電池過渡是鋰電技術進步的緊要趨勢。固態(tài)電池將液態(tài)電解質替換為固態(tài)電解質，安全性高，大大降低了電池熱失控的風險，提升理論能量密度，有望處理新能源汽車里程焦慮問題。此外進一步縮減電池重量，體積能量密度較液態(tài)鋰離子電池（石墨負極）可提升70%以上。
