固态电池改进了液态电解液的配方吗？为什么不再对工作温度敏感？

写在前面的话

随着全球电动车浪潮席卷，关于固态电池的新闻越来越多：从Fisker宣称开发充电1分钟行驶500公里的固态电池，到宝马已与SolidPower进行合作开发下一代电动车用固态电池，再到丰田又宣称将在2025年前实现全固态电池的实用化。作为下一代电池技术的代表，固态电池引发市场高度关注。

固态电池具有发展的必然性。固态电池采用不可燃的固态电解质替换了可燃性的有机液态电解质，大幅提升了电池系统的安全性，同时能够更好适配高能量正负极并减轻系统重量，实现能量密度同步提升。在各类新型电池体系中，固态电池是距离产业化最近的下一代技术，这已成为产业与科学界的共识。

固态电池产业化阶段尚处早期，但有望在未来超速发展。我们对固态电池各体系的开发进度进行了详细的梳理并比较了不同的技术路径现状。当前已实现小部分商业化的固态电池产品对比传统锂电暂未形成足够的竞争优势，而未来固态电池将走阶段发展的路线，从特殊领域逐渐往动力电池过渡，并且随着国际巨头的加速布局，固态电池将进入发展的快速轨道。

2018年，政策持续调整，新能源汽车产业链正逐渐进入比拼硬实力的健康成长通道。新能车的出现，一开始便是作为替代者的身份存在，支撑它发展是其足够与传统行业竞争的商品属性。固态电池，则是新能车发展蓝图上的必经阶段，它将作为一项关键技术为行业的未来保驾护航，他的产业化进程也值得我们重点跟踪关注！

本篇报告作为锂电行业前瞻技术深度报告，对固态电池产业进行了深度研究，旨在为锂电行业发展方向理清思路，感谢实习生莫斯嘉为本文做出的重要贡献。
 

众所周知，动力电池直接对应新能车产品的性价比，而能量密度是动力电池的关键指标。我国电动车市场正经历由“政策驱动”向“政策助跑”的转换，政策对于锂电产业能量密度提升的导向已经明确，补贴直接与能量密度挂钩并不断提高门槛。工信部颁布的《中国制造2025》指明：“到2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg。”指标分别对应当前乘用车动力电池单体平均水平170Wh/kg的2-3倍。

为了理清400-500Wh/kg对于动力电池能量密度的概念，我们对锂离子电池技术的迭代路径进行了梳理，我国正位于第二代向第三代锂电发展的过程中。正极材料的选择上，我国已由磷酸铁锂转向三元，并逐渐向高镍三元发展。负极材料当前产业化仍集中于石墨材料，未来也在向硅碳负极进行过渡。据推算，当前采用的高电压层状过渡金属氧化物和石墨作为正负极活性材料所组成的液态锂离子动力电池的重量能量密度极限约为280Wh/kg左右。引入硅基合金替代纯石墨作为负极材料后，锂离子动力电池的能量密度有望做到300Wh/kg以上，其上限约为400Wh/kg。