曾經(jīng)，基于液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池被認(rèn)為是人類近50年來(lái)最偉大的發(fā)明之一。未來(lái)，依托固態(tài)電解質(zhì)的電池產(chǎn)業(yè)將不斷挑戰(zhàn)產(chǎn)業(yè)極限。
從技術(shù)層面來(lái)看，目前基于三元材料的液態(tài)鋰電池能量密度已經(jīng)接近極限300瓦時(shí)/公斤，難以繼續(xù)提升，也在面臨不斷凸顯的安全和續(xù)航難題。
我國(guó)發(fā)展鋰電池的產(chǎn)業(yè)路線圖明確提出到2020年、2025年、2030年的目標(biāo)分別為300瓦時(shí)/公斤、400瓦時(shí)/公斤、500瓦時(shí)/公斤，進(jìn)一步提升需要新的技術(shù)路徑。
固態(tài)電池已經(jīng)被公認(rèn)為是發(fā)展下一代高安全、高比能量的鋰（離子）電池的關(guān)鍵技術(shù)。
在產(chǎn)業(yè)層面，據(jù)中國(guó)科學(xué)院物理研究所副研究員吳凡介紹，目前全球布局固態(tài)電池的公司和機(jī)構(gòu)有46家，國(guó)內(nèi)外企業(yè)和資金主要圍繞三個(gè)路徑進(jìn)行布局，分別是：聚合物電解質(zhì)和無(wú)機(jī)電解質(zhì)的氧化物、硫化物，三者分別代表了這一技術(shù)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。
在聚合物領(lǐng)域布局的主要企業(yè)和機(jī)構(gòu)包括：博世/Seeo、Ionic Materials、Medtronic、Blue Solutions/Bollore等;
在氧化物領(lǐng)域布局的主要企業(yè)和機(jī)構(gòu)包括：衛(wèi)藍(lán)新能源、臺(tái)灣輝能、清陶能源、TDK、NGK Insulators、Fujitsu、Murata、Hitachi、Toshiba、Quantumscape、Dyson/Sakti3等;
在硫化物領(lǐng)域布局的主要企業(yè)和機(jī)構(gòu)包括：Toyota、Panasonic、出光興產(chǎn)、CATL、中科院物理所、衛(wèi)藍(lán)新能源、中科院寧波材料所、浙江鋒鋰、日立造船、LG化學(xué)、PolyPlus等。
盡管業(yè)界對(duì)鋰電池電解質(zhì)的固態(tài)化已經(jīng)明確，其未來(lái)前景也很美好，但要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)開(kāi)發(fā)，仍然要面臨一定的挑戰(zhàn)。
作為新型鋰電池高性能體系，固態(tài)電池將面臨的挑戰(zhàn)來(lái)自科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化兩個(gè)層面：一是如何構(gòu)建新體系，二是解決復(fù)合電極內(nèi)、電極/固態(tài)電解質(zhì)間的界面問(wèn)題，三是復(fù)合電極的固化工藝技術(shù)以及電極/固態(tài)電解質(zhì)間的集成工藝技術(shù)，四是裝備技術(shù)問(wèn)題。
此外，盡管固態(tài)電池的安全性顯著改善，但仍然難以做到本質(zhì)安全，熱失控風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，對(duì)相關(guān)問(wèn)題要高度重視，比如聚合物電解質(zhì)和還原態(tài)氧化物固態(tài)電解質(zhì)可以燃燒，硫化物電解質(zhì)易被氧化，高倍率析鋰不可避免等。
從現(xiàn)實(shí)來(lái)看，固態(tài)電池將經(jīng)歷一個(gè)混合固液、準(zhǔn)固態(tài)到全固態(tài)的漸進(jìn)過(guò)程，有專家指出，這一歷程可能還要在十年左右。
但無(wú)論如何，固態(tài)電池的方向已經(jīng)明確，目前我國(guó)的清陶、鋒鋰、衛(wèi)藍(lán)等企業(yè)已經(jīng)確定清晰的產(chǎn)業(yè)方向和演進(jìn)路徑，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中也已具備在扎實(shí)可行的迭代方案。
由此看來(lái)，固態(tài)電池領(lǐng)域很可能會(huì)誕生新的細(xì)分行業(yè)龍頭，也值得期待。
