固态电池产业化指日可待？

□ 胡立彪

在前不久落幕的广州车展上，多家车企宣布加速布局固态电池。东风汽车表示，目前正在研发第二代固态电池，预计将在2024年上半年实现量产上车，届时车辆续航里程可达1000公里以上；长安深蓝称其半固态电池研发已经进入工程化阶段，2025年将搭载整车应用。

车展之外，国轩高科、格林美等多家上市公司近期也都对外公布了固态电池研发最新进展。据了解，在头部动力电池企业中，宁德时代、中创新航、赣锋锂业、孚能科技等都已公开表示在固态电池技术方面加大投入力度。

众多企业在固态电池领域密集布局，给人的感觉是固态电池要热起来了。业内人士称，固态电池在2022年取得了一系列突破，动力电池向固态电池发展的方向已经越来越清晰，其商业化进程或将由此开启。有机构预测，从2022年到2025年，全球固态电池市场将从2.1GWh增长到30GWh，到2030年将突破160GWh。

动力电池向固态电池方向发展，取决于两个事实。一是当下占主导地位的锂离子电池面临发展困境。经过多年市场推进，锂离子电池的整体性能虽得到极大提升，但其作为电动汽车动力源替代燃油的优势尚未建立起来，其根本原因在于，从原理上和技术上讲，锂离子电池的存储能力已经接近极限，车企及电池企业能做的，只是创造更好的周边条件来弥补缺陷，如加快基础设施建设、强化快充能力等，若不能取得实质性突破，其“替代”使命将很难完成。二是固态电池拥有诸多优势，且已经具备从实验室的研发技术落实到工厂制造的现实条件。

固态电池的优势主要体现在3个方面。一是能量密度高。与当下主流锂离子电池使用液体电解质不同，固态电池的电解质为固体材料，这就使得整个电池的适用材料体系发生改变，其中最为核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，这样可以明显减轻负极材料的用量，使得整个电池的能量密度大幅提高。目前液态锂电池能量密度上限为350Wh/kg，而固态电池能量密度有望达到500Wh/kg，甚至更高。

二是安全性好。传统液态锂电池在大电流下工作有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致短路破坏；而且，电解液为有机液体，在高温下易发生副反应，产生易燃气体，增加燃烧风险。而采用全固态电池技术，电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，从根本上避免了出现锂枝晶现象，可显著提升安全性。

三是快速充放电。传统液态锂电池充一次电一般需要两小时以上，即使是使用了超级快充技术的特斯拉，也得用30分钟到一小时才能充满电。而固态电池采用石墨烯基超级快充技术，只需10分钟就能将电池充满。如果再给它搭载一个换电模式，3套电池组分流充电，这样就能把充电时间压缩到3分钟以内。

基于固态电池上述优势，有业内人士预言，一旦技术成熟并在汽车上普及应用，那么纯电动汽车将拥有与满油状态下的燃油车同样甚至更多长的续驶里程，再有快充加持，电动汽车取代燃油车将指日可待。

不过，固态电池实现产业化，推动电动汽车取代燃油车所指之“日”，可能还是一段较长时间。影响固态电池走向现实的最明显障碍有两个，一是固态电池本身也存在一些缺陷，如导电率低、界面高阻抗、稳定性差等，需要不断改进技术进行克服；二是制造工艺要求高，如聚合物固态电池生产对环境温度要求苛刻，须保持在80℃以上，严重限制了这种电池的产业化应用。

其实，固态电池面临的所有困难，最终都会转化为一个：成本。而要降低成本，除了寻找到技术突破口，更重要的工作是实现大规模商业化应用。当然，凭借规模效应摊薄成本，是一个循序渐进的过程。业内一般认为，固态电池在原理上与传统锂离子电池有很大不同，这也使得其制造生产不能依赖原有的生产线，需另起炉灶。目前，固态电池尚未形成完整的产业链，还没有条件支持大面积商用。以现在的技术水平来看，实现固态电池搭载于量产车上，还需要5至10年的时间。

有一话说得好：“想种一棵树，最好的时机是10年前，其次是现在。”如果确认了固态电池就是未来电动汽车的发展方向，那么，为了10年后不被潮流抛弃，还是现在就着手干吧。里程焦虑和安全性是动力电池绕不开的话题，未来谁先掌握固态电池的关键技术谁就占据主动，拥有更多话语权。

《中国质量报》【车市说事】