固态锂电池实现量产 电动汽车将迎电池革命

指甲盖厚度的电池包剪切之后，未爆炸，依然能正常供电；弯折10000次，电池容量衰减不超过5%；针刺后进水不燃烧、不爆炸……储能高、安全性显著提高的固态锂电池的亮相，令电池业界人士为之震惊。

　　19日，位于江苏昆山的苏州清陶新能源科技有限公司内，可日产1万只固态电池的固态锂电池产线正式投产，电池能量密度可达400Wh以上，产品将主要投用于特种电源、高端数码等领域。

　　作为新能源汽车的“心脏”，动力电池无疑会决定新能源汽车的未来。据不完全统计，2017年中国动力锂电池出货量为39.2GWh，同比增长28.5%。业内人士预测，到2030年前将保持25%以上的复合增速。

　　若未来公共汽车、飞机和船只也改用电池供电时，还需要更多的电力，而目前的水性锂电池性能演进速度正在放缓，于是，具可塑性的固态电池成为下一代锂电池发展方向，包括丰田、东芝、苹果以及宝马、奔驰、大众等国际知名企业都在这个领域有所布局。

　　由清华大学南策文院士团队创建的苏州清陶新能源科技有限公司是国内较早开展全固态锂电池技术研发的团队之一。围绕固态锂电池研发，公司申报的专利已近100项，攻克了固态电解质材料量产、固态电解质膜成型技术、复合正负极配方工艺、极片与电解质膜间固-固界面等一系列问题，成功实现了氧化物固态电解质材料、功能型离子导体陶瓷复合隔膜等研发成果的产业化。

　　中国科学院院士南策文认为，固态锂电池的驱动力更强，能量储备更大，可实现充电更快、持续时间更长。同时，由于固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，即使在高温下，也不会着火，因而安全性更高。搭载全固态锂电池的汽车，自燃概率会大大降低。

　　可日产1万只固态电池的固态锂电池产线正式投产，构建了完备的自主知识产权体系，形成“新能源材料—固态储能技术—自动化装备—电池资源综合利用—科研成果孵化—产业投资”的产业生态链。 

　　据介绍，目前量产的第一条生产线主要生产高能量密度固态锂离子电池、大容量柔性固态电池、高安全性固态电池，另有6条生产线正在筹备中，力争在2020年能够满足车企在动力电池方面的需求。

　　“固态锂电池的量产，构建了‘新能源材料—固态储能技术—自动化装备—电池资源综合利用—科研成果孵化—产业投资’的产业生态链，为提高锂电池储能提供了新的路径，有助于推动锂电池向小型化、微型化、柔性化发展，并重新定义锂电池的形态，打破传统方方正正或圆柱的形态，未来可以做成任何形状的部件，提高全固态电池优势显著全固态电池，顾名思义，使用固态材料作为电解质。相比传统锂离子电池，全固态电池优势明显。在相同能量下，用固态电解质取代电解液和薄膜，全固态电池更薄且体积更小。

　　“续航最高可达1200公里的全固态电池即将面世！近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头承担的纳米先导专项“全固态电池”课题正式通过验收。据介绍，该项目的固态电池可以达到市面上相同体积的液态电池性能的2-3倍，续航更久，更安全！这一技术突破通过验收后，已进入商业化量产进程，即将正式面世，这将进一步推动国内全固态锂电池的规模应用。”

　　全固态电池优势显著

　　全固态电池，顾名思义，使用固态材料作为电解质。相比传统锂离子电池，全固态电池优势明显。在相同能量下，用固态电解质取代电解液和薄膜，全固态电池更薄且体积更小。

　　而且由于固态电解质取代了传统锂离子电池中可能燃爆的有机电解液，这解决了高能量密度和高安全性的两难问题，从而将消除电动车用户的“续航焦虑”，甚至可望实现快速充电。

　　此外，使用全固态电池，可以解决许多新型高性能电极材料与现有的电解液体系的兼容性问题。

　　产业巨头纷纷布局固态电池研发

　　固态电池因其高安全性、高能量密度等优势，被看作是下一代电池技术路线的发展方向，目前全球多个国家都在抓紧技术研发布局，力争在未来动力电池市场竞争中抢得先机。其中，丰田、本田、日产、松下等日本23家汽车，电池和材料公司以及京都大学和日本物理化学研究所等15个学术机构宣布将斥资100亿日元，联合研发下一代电动车全固态电池。

　　不止日本，韩国及欧美地区国家也在固态电池技术研发上发动攻势。如德国的大众集团豪掷1亿美元投资电池技术公司QuantumScape，力争在2024年大规模生产固态电池，宝马也提出与美国固态电池商Solid Power达成战略合作，希望尽快研发出车载固态电池。此外三星、戴森、奔驰等产业巨头也纷纷布局涉足固态电池研发。

　　国内除了中科院宁波材料所，中科院青岛能源所、宁德时代、中航锂电、比亚迪、赣锋锂业等多家研究机构和动力电池企业也都在从事固态电池的研发工作。

　　“国际竞争十分激烈，现阶段，中国在动力电池技术及产业整体竞争力上已经位居全球第一梯队。”宁波材料所相关负责人表示，此次“全固态电池”课题的实施，对早日实现国内全固态电池的规模应用具有深远影响。