四、固态锂电池的产业化进展
4．1 国外巨头纷纷布局固态锂电产业
为使锂电池具有更高的能量密度和更好的安全性，国外锂离子电池厂商和研究院所在固态锂电方面开展了大量的研发工作。日本更是将固态电池研发提升到国家战略高度，2017年5月，日本经济省宣布出资16亿日元，联合丰田、本田、日产、松下、GS汤浅、东丽、旭化成、三井化学、三菱化学等国内顶级产业链力量，共同研发固态电池，希望2030年实现800公里续航目标。
法国Bollore公司的EV“Bluecar”配备其子公司Batscap生产的30kwh金属锂聚合物电池，采用Li－PEO－LFP材料体系，巴黎汽车共享服务“Autolib”使用了约2900辆Bluecar，这是世界上首次用于EV的商业化全固态电池。丰田开发出全固态锂离子电池，能量密度为400Wh／kg，计划在2020年实现商业化；松下的最新固态电池能量密度相对提高了3～4倍；德国KOLIBRI电池应用于奥迪A1纯电动汽车，目前尚未商业化应用。
此外，三星、三菱、宝马、现代、戴森等数家企业也都通过独自研发或组合并购等方式加紧布局固态电池的储备研发。丰田宣布与松下合作研发固态电池；宝马宣布与SolidPower公司合作研发固态锂电池；博世与日本著名的GSYUASA（汤浅）电池公司及三菱重工共同建立了新工厂，主攻固态阳极锂离子电池；本田与日立造船建立的机构已研发出Ah级电池，预计三年后量产。
4．2 国内以研究机构主导涉足固态锂电产业
我国对固态锂电的基础研究起步较早。在“六五”和“七五”期间，中科院就将固态锂电和快离子导体列为重点课题，目前5个研发团队分别取得了不同进展。此外，北京大学、中国电子科技集团天津18所等院所也立项进行了固态锂电电解质的研究。
国内在进行固态锂电开发的企业包括CATL、国珈星际（珈伟股份）、江苏清陶能源、台湾辉能、中航锂电等。CATL以硫化物电解质为主要研发方向，采用正极包覆解决正极材料与固态电解质的界面反应问题，目前聚合物锂金属固态电池循环达到300周以上，容量保持率达82％。清陶能源研发高固含量的全陶瓷隔膜和无机固体电解质，目前已与北汽开展合作进行中试。国珈星际采用材料基因组技术，通过高通量测试技术确定聚合物固态电解质的最佳组成。此外，如赣锋锂业、比亚迪、万向123等也都宣布布局固态电池领域，但大部分企业仍处于“口头研发”阶段。
五、固态锂电池产业展望
目前固态电池有两条研发方向，一条是锂离子电池的固态化，这个方向其他行业有成熟的方案，但是嫁接到锂电池还需要二次研发。固态电解质国外量产的企业凤毛麟角，国内一家也没有，一定程度上制约了固态电池的研发进度。日本实验室成功研发出的凝胶态电池，国内高校和科研院所早有样品，但大多停留在能量比达标、循环只有几百次的水平，加上成本很高，良率很低无法量产。
另一条技术研发方向是金属固态电池，最常见的是锂硫电池。当电解质换成固体之后，锂电池体系由电极材料－电解液的固液界面向电极材料－固态电解质的固固界面转化。固固之间无润湿性，其界面易形成更高接触电阻，电池循环性就会变差，充电不可能很快。锂硫电池的生产环境为真空，一旦混入氧气就会爆炸，这给设备企业带来非常大的挑战。
全固态锂电池作为替代传统锂电的未来电池技术方向之一，吸引了众多国内外研究机构和企业进行研发，但是在固体电解质材料、界面性能优化、电极材料选择以及成本、工艺上还有相当长的路要走，不论是生产工艺制程、或是生产线的周遭环境都需要大量的资本投入和严格参数控制，对后进的初创公司而言，要从实验室走到量产线的路很长很远很昂贵。当然，面对其巨大的商业价值空间，一定还会有更多类似宝马一样的优秀汽车制造商以及电池企业投入其中，相信随着研发技术的推动和深入，固态电池产业化步伐将逐步加快。
（作者：姜伯宇）
