固态电池的理想与现实 | 中国汽车报固态电池时代即将来临？最近

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固态电池时代即将来临？最近一段时间，关于固态电池的消息一再出现，引得行业和资本市场广泛关注。先是1月9日蔚来发布固态电池包，称电池包总电量可达150kWh ，装配在ET7上，续驶里程将超过1000km 。并透露，搭载这种技术的蔚来电动车预计将于2022年四季度交付，这是首款明确确定了量产商业化固态电池的车型。随后小康股份在1月25日其旗下新能源车品牌赛力斯召开的电动车上市发布会上，推出续驶超千公里量产增程电动汽车，还表示今年固态电池将量产装车。除此外，近日，国家知识产权局公布了比亚迪最新的283项专利，其中固态电池方面公布了两项专利。 1月19日宁德时代也公开了两项固态电池专利：一种是固态电解质的制备方法，一种是硫化物固态电解质片及其制备方法。不仅如此，资本也开始跟进。数据显示，在资本市场， 1月22日当天主力资金流入257.2亿元，流出234.9亿元，净流入22.32亿元。不仅主力看好固态电池板块，不少中小投资者也看好固态电池未来的前景。
仅看这些消息，很容易让人误以为固态电池时代马上就要到来了。但最近动力电池领域频繁的夸张宣传也引起行业担忧， ***更是撰文直指新能源汽车行业“浮夸”、“吹牛”风气渐浓……
那么，现在固态电池研发到了哪一步？真正量产商用还需要多长时间？国联汽车动力电池研究院董事长熊柏青认为，全固态电池现在距商业化还很远，现在甚至做个演示都还很困难。 10年内完全攻克全固态难度很大。中科院物理所研究员李泓预测2022～2023年，搭载混合固液电解质电池的产品将会出现，即行业所说的半固态电池。《中国汽车报》采访人员日前采访了中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊，他告诉采访人员，从国内外的研发进展来看，固态电池在汽车领域的商业化还需要几年时间，短期难应用于汽车领域。
固态电池仍有短板待补齐

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俗话说：不怕不识货，就怕货比货。固态电池一旦商业化将对现有的锂电池体系带来颠覆性影响。天津斯科兰德能源科技公司总经理李积刚告诉采访人员，固态电池的强项弥补了现有锂电池的短板，但目前还有几个不足之处有待完善。
先看固态电池的优势。在李积刚看来，优势首先体现在安全性上。目前，无论是磷酸铁锂还是三元锂电池都使用液态电解质传导离子，液态电解质都是有机化合物，一旦发生穿刺或者形成内部的锂枝晶造成短路等会引发起火燃烧。固态电池没有液态电解质，而是无机电解质，从原材料而言几乎不存在起火燃烧的安全隐患。
其次，能量密度更高。现有锂电池的电化学窗口比较窄，磷酸铁锂约为3.2伏，三元锂电池也仅约为3.6伏。李积刚告诉采访人员，高镍材料可以实现更高的电压，但受限于六氟磷酸锂电解液体系的限制，与高电压又不匹配。 “固态电池的化学窗口比较宽，可以有效匹配锂金属和高电压正极。 ”崔光磊指出，电压越高储存的能量越多，固态电池的能量密度约为现有锂电池的2～3倍，甚至更高。
第三，循环寿命更长。现有锂电池的循环寿命普遍不长。李积刚告诉采访人员，锂电池在充放电的过程中，正极材料会消耗一部分锂离子，导致电池的容量缩减，进而导致续驶里程下降。充电时从正极脱嵌的锂离子，并不会在放电时100％回到正极，这也导致锂离子越来越少。为了解决这个问题，电池企业研发了掺硅补锂技术，但不能从根本上解决锂离子被消耗的问题。而固态电池在充放电的过程中几乎没有锂离子的消耗，使得固态电池的容量在很长一段时间内保持稳定。
固态电池的优点虽然突出，但短板也很明显。一般来说，固体物质的离子传导率不及液体，固态电池需要在固体与固体之间传输能量，离子传导率较低是短板之一；固态电池还存在界面问题，界面之间的阻抗比较大，意味着电能在传输过程中发热损耗较大，这会降低电能的利用效率；现有的锂电池通过一系列的串并联方式把几千颗小电芯组合成电池包，这对电芯的一致性有较高的要求。目前，磷酸铁锂、三元锂电池等电池的一致性都能满足汽车动力电池的要求。固态电池的电芯不能做得太大，也需要通过串并联方式组合成电池包，同样有一致性的要求。但目前固态电池的批次稳定性较差，这给成组和BMS（电池管理系统）开发提出了较高要求。