固態(tài)電池并非新的概念，早在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)出現(xiàn)了，在1991年左右固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，目前耳機(jī)中所使用的微型鋰電池就是一種固態(tài)電池。當(dāng)時(shí)的固態(tài)電池以薄膜電池形態(tài)出現(xiàn)，而當(dāng)時(shí)其未獲普及的原因是因?yàn)楣虘B(tài)薄膜電池存在著容量小，成本高等缺點(diǎn)，但它能進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用，也證明了固態(tài)電池技術(shù)還是具有可行性的。
優(yōu)越性
傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池因?yàn)槠涑浞烹娫肀豢茖W(xué)界稱為“搖椅式電池”，搖椅兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰電子在搖椅兩端來(lái)回運(yùn)動(dòng)，在鋰電子從正極到負(fù)極的過(guò)程中，完成了電池的充放電。而在這一過(guò)程中，存在著諸多安全隱患，如過(guò)度充電，電池容易發(fā)熱，造成電解液氣脹、分解、自燃甚至爆炸等情況。
傳統(tǒng)鋰電池的能量密度最高可以達(dá)到300-400Wh/kg，固態(tài)電池可提供的能量密度可以達(dá)到傳統(tǒng)鋰電池的兩倍左右。能量密度即續(xù)航里程，強(qiáng)大的續(xù)航保證是固態(tài)電池打敗鋰電池技術(shù)的關(guān)鍵。
同時(shí)固態(tài)電池在重量方面的優(yōu)勢(shì)也十分明顯，其對(duì)空間環(huán)境要求并沒有那么高。最重要的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，通過(guò)直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極，從而減輕負(fù)極材料的用量，加上簡(jiǎn)化封裝、冷卻系統(tǒng)、縮小空間等方式都能減少電池重量。同時(shí)在使用壽命方面，固態(tài)電池在理想情況下，能夠達(dá)到45000次左右的循環(huán)次數(shù)，這對(duì)于經(jīng)常要充放電的固態(tài)電池的來(lái)說(shuō)，使用年限有了很大的提升。
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
目前，全球范圍內(nèi)約有50多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高�？蒲性核铝τ诠虘B(tài)電池技術(shù)。根據(jù)IDTechEx的一份報(bào)告，到2030年，固態(tài)電池的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò)60億美元。新能源汽車一路高歌猛進(jìn)，不管是電池企業(yè)還是整車廠商，不斷有“新玩家”入局，資本投入不斷擴(kuò)大，在這些條件的催化下，固態(tài)電池的研究也不斷取得新突破，在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈的不斷優(yōu)化下，固態(tài)電池正在慢慢步入正軌。
在固態(tài)電池研究方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)不及日本、德國(guó)、美國(guó)等起步早，但越來(lái)越多的企業(yè)已經(jīng)參與其中。參與主體包括中科院化學(xué)所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機(jī)構(gòu)，贛鋒鋰業(yè)、寧德時(shí)代等電池企業(yè)；更有其他領(lǐng)域企業(yè)看好固體電池跨界投資，如以汽車零部件為主的萬(wàn)向集團(tuán)、新能源汽車比亞迪、恒大集團(tuán)等。
日本車企在固態(tài)電池上的研發(fā)起點(diǎn)相對(duì)較早，最早入局的豐田在2008年就與固態(tài)電池創(chuàng)企伊利卡（Ilika）展開了合作，2019年初，宣布與松下合作，據(jù)豐田介紹，將會(huì)在2021年推出使用固態(tài)電池的汽車。三菱、日產(chǎn)、松下等大部分企業(yè)紛紛加速布局固態(tài)電池行業(yè)，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
歐美車企對(duì)固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)關(guān)注度較高。車企通過(guò)收購(gòu)、投資在固態(tài)電池領(lǐng)域中美國(guó)高校衍生的初創(chuàng)企業(yè)如Solid Power、SolidEnergy Systems、Ionic Materials、Quantum Scape等以獲得技術(shù)儲(chǔ)備，其中Quantum Scape已經(jīng)推出固態(tài)電池原型產(chǎn)品，并且成功上市獲得投資。
固態(tài)電池正在穩(wěn)中求勝，一步一步邁向商業(yè)化。綜合鋰電池技術(shù)的發(fā)展路徑、我國(guó)各類規(guī)劃、以及下游動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域的需求增長(zhǎng)來(lái)看，固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展將成為大勢(shì)所趨。未來(lái)，我國(guó)固態(tài)電池行業(yè)的相關(guān)技術(shù)將不斷進(jìn)步，固態(tài)電池也將呈現(xiàn)更高的能量密度，更優(yōu)秀的安全性以及更低的成本，其實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和商業(yè)化發(fā)展的時(shí)日已并不遙遠(yuǎn)。
參考資料：
華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院. 2020年固態(tài)電池行業(yè)需求現(xiàn)狀及趨勢(shì)，商業(yè)化已為時(shí)不遠(yuǎn).
環(huán)球老虎財(cái)經(jīng). 「固態(tài)電池」將成鋰電行業(yè)顛覆者，產(chǎn)業(yè)鏈上都有哪些投資機(jī)會(huì)？
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）
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