目前使用的液态锂电池，固态电池具有那些显著优势呢、

“目前新能源汽车大多使用的都是传统的锂离子电池，都含有液态有机电解质，不含液态电解质的固态电池优势很多。”中南大学化学化工学院教授刘洪涛在接受《中国汽车报》记者采访时介绍，相较于目前使用的液态锂电池，固态电池具有六大显著优势。

1一是高安全性能，传统锂离子电池采用有机液体电解液，在过度充电、内部短路等异常的情况下，电池容易发热，造成电解液气胀、自燃甚至爆炸，存在严重的安全隐患。而很多无机固态电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题，聚合物固体电解质相比于含有可燃溶剂的液态电解液，电池安全性也大幅提高。

2二是高能量密度，固态锂电池负极可采用金属锂，电池能量密度有望达到300～400Wh/kg甚至更高，其电化学稳定窗口可达5V以上，可匹配高电压电极材料，进一步提升质量能量密度；没有液态电解质和隔膜，减轻电池重量，压缩电池内部空间，提高体积能量密度；安全性提高，电池外壳及冷却系统模块得到简化，提高系统能量密度。

3三是循环寿命长，有望避免液态电解质在充放电过程中持续形成和生长SEI膜的问题和锂枝晶刺穿隔膜问题，大大提升金属锂电池的循环性和使用寿命。

4四是工作温度范围宽，固态锂电池针刺和高温稳定性极好，如全部采用无机固体电解质，最高操作温度有望达到300℃，从而避免正负极材料在高温下与电解液反应可能导致的热失控。

5五是生产效率提高，无需封装液体，支持串行叠加排列和双极机构，可减少电池组中无效空间，提高生产效率。

6六是具备柔性优势，全固态锂电池可以制备成薄膜电池和柔性电池，相对于柔性液态电解质锂电池，封装更为容易、安全，未来可应用于智能穿戴和可植入式医疗设备等。

“理论上具有优势，就一定能吸引更多的研发力量和投入，不断解决其中存在的问题，这对于固态电池向新能源汽车应用靠近是有利的；但是固态电池在技术上仍有一些有待解决的问题，这也是固态电池实现应用的瓶颈。”吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室教授、博士生导师袁宏明在接受《中国汽车报》记者采访时表示，解决固态电池的应用技术问题是当务之急。如固体电解质材料离子电导率偏低；固体电解质、电极间界面阻抗大，界面相容性较差；材料在充放电过程中体积膨胀和收缩，导致界面容易分离；质量能量密度需进一步提升；体积能量密度需进一步提升、制备成本高等技术问题，都迫切需要研究突破。

记者在采访中了解到，目前全球各大车企和电池厂商们使用的聚合物、氧化物、硫化物等固态电解质均存在这样的问题。具体来说，聚合物耐温性不够，稳定性较差、离子电导性偏低。氧化物抗阻能力比较强，但离子电导性也无法达到要求。硫化物虽然电导性不错，又由于材料稳定性不佳，导致离子传输性能欠缺。

事实上，往往一种全新研发的材料从实验室走向市场应用层面，一般需要十年左右的时间。而液态锂电池从上世纪70年代出现，直到20世纪末才投入应用。因此，固态电池技术要实现产业化尚需时日。

“从固态电池的研发和量产现状来看，聚合物基的固态电池已经有小批量装车示范，但属于实验阶段，有待解决的技术问题还不少。乐观估计，严格按照车厂车型的开发流程，半固态电池实现批量上车预计还需要一定时间，真正的全固态电池批量装车时间则还可能延后。”傅正文表示。

国际竞争正日趋激烈

“如今，固态电池技术正在成为世界范围内的竞争热点。”刘洪涛介绍，在世界范围内，全球多家车企和电池厂家也发布了固态电池相关的研发进展。目前，丰田、松下、三星、三菱、宝马、大众、现代、戴森等企业均在加紧布局固态电池技术的储备。

据介绍，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机构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、三菱化学等顶级产业链力量，共同研发固态电池，希望以成熟的固态电池技术在2030年实现800公里续驶目标。

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电动汽车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。

韩国也不甘落后，目前，三星SDI、LG化学等都投入到固态电池的研发之中。据外媒报道，三星Note7手机电池起火严重影响了品牌形象，这促使三星加大了固态电池的研发力度。据了解，三星的固态电池可能最初应用于手机上，下一步将开发车用动力固态电池。此外，LG化学也在研究固态电池，据称技术水平与三星不相上下。

此外，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。

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支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。

2017年3月，工信部等四部委印发的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》提出，积极推动锂硫电池、金属空气电池、固态电池等新体系电池的研究和工程化开发，2020年单体电池比能量达到400Wh/kg以上、2025年达到500Wh/kg。

目前，国内固态电池技术的研究已经取得不小进步。中科院化学所郭玉国团队的聚醚-丙烯酸酯新型双功能聚合物电解质，可用于室温固态金属锂电池；中科院宁波材料所许晓雄团队研发的无机陶瓷固态电池正与赣峰锂业合作尝试产业化；中科院青岛生物能源所崔光磊团队研发的固态电池已用于蛟龙号深潜器，完成了太平洋马里亚纳海沟的测试；中科院上海硅酸盐研究所郭向欣团队研发出了2Ah级固态锂离子电池；中科院物理所李泓团队推出了10Ah软包电芯固态电池。

近日，中国科学研究院宣布，由该院牵头承担的纳米先导专项“全固态电池”课题已经通过验收，这一技术进步将进一步推动国内全固态锂电池的规模化使用。此消息一出，再一次将固态电池的关注热度推上“高潮”。

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次以上，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“理论研发”阶段。

此次在上海车展上与天际汽车签约的辉能科技，深耕固态氧化物路线多年，2012年，辉能科技推出了世界上第一款固态锂陶瓷电池，解决了困扰业界已久的固态电池安全和性能两大核心问题。2013年起陆续推出3款固态锂电池产品FLCB、PLCB和BLCB，并依次实现商业化量产。截至2018年11月底，辉能科技已经在全球拥有129件相关专利及83件专利申请，范围涵盖中国、美国、欧盟、英国、日本和韩国等。