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因能量密度的成倍提升，且具備顯著的安全性，同時(shí)現(xiàn)有液態(tài)電池領(lǐng)域（如無人機(jī)、電動(dòng)工具、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、航空航天、國家安全等）固態(tài)電池基本都可以應(yīng)用。因此，在下一代電池技術(shù)的布局方面，全固態(tài)電池備受關(guān)注。

根據(jù)中銀證券測(cè)算，固態(tài)鋰電池市場(chǎng)潛力巨大，全球需求量在2020年、2025年、2030年分別有望達(dá)到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh，2030年全球市場(chǎng)空間有望達(dá)到1500億元以上。

中外企業(yè)重金布局

在國內(nèi)，《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021~2025年）》（征求意見稿）已明確提出要“加快全固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”。目前，輝能科技、衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、寧德時(shí)代、比亞迪、萬向一二三、億緯鋰能、國軒高科、贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)、珈偉股份、中航鋰電、力神電池、鵬輝能源等多家新能源電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)均在發(fā)力固態(tài)電池的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。

在國外，豐田、本田、日產(chǎn)、大眾、寶馬、福特、現(xiàn)代、松下、三星SDI、LG化學(xué)、博世、戴森等知名企業(yè)都已宣布布局固態(tài)電池領(lǐng)域。早在2017年，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)就宣布，與豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家汽車、電池和材料企業(yè)聯(lián)合開發(fā)固態(tài)電池，并計(jì)劃到2022年全面掌握固態(tài)電池的相關(guān)技術(shù)，到2030年前后將固態(tài)電池組每千瓦時(shí)的成本降至鋰電池的30%。

近期，國內(nèi)外企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域投資布局動(dòng)作頻頻：

4月，固態(tài)鋰電池技術(shù)公司“輝能科技”宣布完成近億美元D輪融資，投資方包括中銀投資和一汽產(chǎn)業(yè)基金。本輪融資將用于固態(tài)鋰電池的商業(yè)化落地和工廠建設(shè)。此前，輝能科技曾獲得軟銀中國和丹豐資本的持續(xù)投資。據(jù)悉，輝能科技早在2017年就建成了40MWh的中試線，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的卷式生產(chǎn)。2019年年底，輝能科技宣布，將于2020年實(shí)現(xiàn)第一代固態(tài)動(dòng)力電池1GWh的產(chǎn)能。

據(jù)busines swire報(bào)道，英國南安普頓大學(xué)孵化出的固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)商Ilika也在本月宣布完成了1500萬英鎊的股票配售，以加速其固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。 

北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技有限公司總經(jīng)理俞會(huì)根4月20日向電池網(wǎng)（微號(hào)：mybattery）透露，公司計(jì)劃今年完成B輪產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)融資，明年完成C輪規(guī)模化量產(chǎn)融資。據(jù)悉，2018年上半年，衛(wèi)藍(lán)新能源完成億元及以上人民幣A輪融資，由中科院科技成果轉(zhuǎn)化基金和三峽資本等機(jī)構(gòu)聯(lián)合投資。

比克電池固態(tài)電池負(fù)責(zé)人賀明輝博士與電池網(wǎng)交流時(shí)也表示，公司從固態(tài)電池關(guān)鍵材料的開發(fā)、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面展開對(duì)固態(tài)電池的研發(fā)工作，并進(jìn)行了相應(yīng)的專利布局?，F(xiàn)已完成小容量全固態(tài)軟包電池樣品的開發(fā)，遠(yuǎn)期開發(fā)目標(biāo)是開發(fā)固態(tài)動(dòng)力電池。

3月，據(jù)外媒報(bào)道，三星推出了一款高性能、長壽命的全固態(tài)電池，能夠讓電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程達(dá)到800公里，而且循環(huán)壽命超過1000次。

2月，豐田汽車和松下兩家公司宣布同意建立一個(gè)合資公司，專注車載大容量高功率方形鋰電池以及車載全固態(tài)電池的開發(fā)、制造和銷售。其中，豐田持有51%股份，松下持有49%股份。

1月，戴姆勒與加拿大魁北克水電公司宣布建立合作關(guān)系，共同開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。雙方合作目的是測(cè)試新材料，加速固態(tài)電池量產(chǎn)應(yīng)用。戴姆勒方面表示，電池是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件，固態(tài)電池將是下一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，目前雙方合作研究的最新進(jìn)展令人鼓舞。雙方還表示，一旦該固態(tài)電池達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)，將在戴姆勒旗下電動(dòng)汽車上使用。

2019年底，遼寧朝陽市生態(tài)環(huán)境局招商引進(jìn)的單體大容量、固態(tài)聚合物動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目，由北京神州巨電科技有限公司與朝陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)成功簽約，項(xiàng)目落地朝陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，該項(xiàng)目計(jì)劃投資總額為60億元人民幣，總占地面積為1500畝。

戴森也在2019年歲末砍掉了電動(dòng)車項(xiàng)目，把研發(fā)資源投入到固態(tài)電池、感應(yīng)技術(shù)、視覺系統(tǒng)、機(jī)器人和人工智能領(lǐng)域。

量產(chǎn)還在路上

盡管國內(nèi)外知名企業(yè)紛紛入局固態(tài)電池領(lǐng)域，但全固態(tài)電池走出實(shí)驗(yàn)室，還需要時(shí)間。

“全固態(tài)電池的研發(fā)還在圍繞著關(guān)鍵科學(xué)問題的解決展開，還沒有從實(shí)驗(yàn)室走向工程化應(yīng)用階段?！痹谫R明輝博士看來，固態(tài)電池發(fā)展的最大的問題，就是鋰離子因高界面阻抗而無法高效地傳導(dǎo)。在固態(tài)電池中，電極與電解質(zhì)之間的有效接觸較弱，鋰離子在固體物質(zhì)間的傳輸動(dòng)力學(xué)性能較低，特別是在大電流、高倍率性能方面，這一缺陷就尤為突出。因此如何提升鋰離子的導(dǎo)通性成為當(dāng)前固態(tài)電池的主要研究方向。

賀明輝博士表示，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差別，固態(tài)鋰電池可分為薄膜型和大容量型。對(duì)于薄膜型固態(tài)電池，容量一般較小，制備的成本也較高，可用于對(duì)容量要求較低、成本不敏感的特殊領(lǐng)域，如一些智能穿戴和可植入式醫(yī)療設(shè)備中。而對(duì)于大容量型的固態(tài)電池，目前還處于研發(fā)階段，還沒有成熟的產(chǎn)品投放到商業(yè)化應(yīng)用中，在未來有可能應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備及電動(dòng)汽車中。

據(jù)俞會(huì)根介紹，全固態(tài)電池具有高安全性、高能量密度等優(yōu)勢(shì)，但固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，同時(shí)也存在一些迫切需要解決的技術(shù)難題，如固態(tài)電解質(zhì)材料的室溫離子電導(dǎo)率偏低；固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差；金屬鋰表面存在粉化和枝晶生長問題，其循環(huán)性、安全性等機(jī)理方面還需要進(jìn)一步研究；全固態(tài)鋰電池制備工藝尚未確定，有些制造裝備尚需開發(fā)量產(chǎn)等?；谏鲜鲭y點(diǎn)問題，特別是固態(tài)界面穩(wěn)定性和金屬鋰的可充放性問題，真正意義上的全固態(tài)金屬鋰電池技術(shù)尚未成熟。

俞會(huì)根判斷，針對(duì)全固態(tài)電池，有望在2025年以前實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，2028年以前大規(guī)模應(yīng)用，目前這一預(yù)判沒有變化，衛(wèi)藍(lán)新能源公司目前承擔(dān)的北京市科委項(xiàng)目，全固態(tài)電池要在2021年實(shí)現(xiàn)裝車搭載驗(yàn)證，因此2025年左右實(shí)現(xiàn)小規(guī)模裝車是有可能實(shí)現(xiàn)的。

“固態(tài)電池要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，需要具有和液態(tài)電池持平甚至更低的成本，目前來看也是有希望實(shí)現(xiàn)的?！庇釙?huì)根進(jìn)一步介紹說，“我們測(cè)算過，當(dāng)固態(tài)電池的能量密度達(dá)到400Wh/kg，產(chǎn)能規(guī)模在20GWh以上，其電芯價(jià)格有望達(dá)到0.5元/Wh，幾乎與現(xiàn)有的鉛酸電池價(jià)格接近，優(yōu)勢(shì)明顯。不過，當(dāng)前固態(tài)電池技術(shù)還在發(fā)展，產(chǎn)能規(guī)模還比較小，成本相較液態(tài)電池會(huì)高10-20%左右，但是固態(tài)電池的安全性能優(yōu)異，作為一種新技術(shù)新產(chǎn)品需要有一個(gè)過渡期，我們加倍努力盡可能縮短這個(gè)過渡期?！?

就衛(wèi)藍(lán)新能源自身而言，俞會(huì)根表示，目前，衛(wèi)藍(lán)新能源在房山區(qū)竇店鎮(zhèn)成立了軍民融合子公司“北京衛(wèi)國創(chuàng)芯科技有限公司”，全面開展特種固態(tài)電池的研發(fā)和試制工作；在江蘇溧陽成立了子公司“江蘇衛(wèi)藍(lán)新能源電池公司”作為3C消費(fèi)電池的生產(chǎn)基地，6月份投產(chǎn)；另外成立了“溧陽先導(dǎo)固態(tài)電池材料有限公司”，準(zhǔn)備開展相關(guān)固態(tài)電池材料的研究開發(fā)工作。公司以北京房山竇店高端基地為儲(chǔ)能電池/動(dòng)力電池/特種電池的研發(fā)生產(chǎn)基地，以江蘇溧陽為電池關(guān)鍵材料開發(fā)基地和3C消費(fèi)電池生產(chǎn)基地進(jìn)行布局。

根據(jù)衛(wèi)藍(lán)新能源的規(guī)劃，2021年公司將在北京建設(shè)一期動(dòng)力電池1GWh量產(chǎn)線。同時(shí)，基于公司科技成果的轉(zhuǎn)化，還將陸續(xù)成立其他固態(tài)電池材料及裝備子公司，打造固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈布局，推動(dòng)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化，2025前后實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，混合固液電池規(guī)?；慨a(chǎn)。

電池網(wǎng)還注意到，3月31日上午，北汽集團(tuán)董事長徐和誼一行在參觀衛(wèi)藍(lán)新能源時(shí)，徐和誼也特意談到自己對(duì)固態(tài)電池的樂觀態(tài)度，他認(rèn)為2023年前后就能出現(xiàn)可量產(chǎn)的固態(tài)電池，2025年就可以大批量生產(chǎn)。

半固態(tài)電池先行

目前而言，相較于全固態(tài)電池，半固態(tài)電池（混合固液電池）的產(chǎn)業(yè)化似乎離我們更近一些：

俞會(huì)根表示，混合固液電池作為液態(tài)電池到全固態(tài)電池的過渡技術(shù)，相關(guān)的技術(shù)相對(duì)成熟，最近幾年有大規(guī)模量產(chǎn)的可能，衛(wèi)藍(lán)新能源的混合固液電池將在2020年實(shí)現(xiàn)億瓦時(shí)級(jí)別量產(chǎn)。其實(shí)，混合固液電池已經(jīng)有裝車的案例，早在2018年，衛(wèi)藍(lán)新能源公司基于300Wh/kg混合固液動(dòng)力電池產(chǎn)品與北汽新能源合作開發(fā)的樣車，在中科院先導(dǎo)項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)上發(fā)布，綜合續(xù)航里程是原設(shè)計(jì)里程的2倍以上，獲得中科院科技成果轉(zhuǎn)化特等獎(jiǎng)。

今年年初，日本電子公司京瓷也推出一款住宅儲(chǔ)能電池，該電池采用半固態(tài)鋰離子電池架構(gòu)，能夠提高電池的經(jīng)濟(jì)性，加快了電池儲(chǔ)能的價(jià)格革命。京瓷公司稱，半固態(tài)電池的材料成本比標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池的材料成本減少約40%，制造時(shí)間則縮短了2/3，因?yàn)樵诎牍虘B(tài)電極中，電解質(zhì)與材料混合形成了黏土狀的漿料，無需黏合劑，從而去除了惰性物質(zhì)，減少了如干燥、溶劑回收、壓延和電解質(zhì)填充等處理步驟。獨(dú)特的生產(chǎn)工藝可以制造出比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)厚四到五倍的電極，從而減少了對(duì)銅、鋁和隔板的需求。

2月，泰國電力和公用事業(yè)公司Global Power Synergy plc宣布將投資3520萬美元，在泰國建立第一家小型電池廠。該工廠主要是利用24M半固態(tài)技術(shù)，該技術(shù)先前已得到京瓷（Kyocera）的驗(yàn)證。這座半固態(tài)鋰離子電池廠，總投資為11億泰銖。從2020年底開始，該工廠初期的生產(chǎn)能力將只有每年30兆瓦時(shí)（MWh），后續(xù)工廠成熟后有可能全面擴(kuò)大到100兆瓦時(shí)（MWh）。項(xiàng)目將于今年年底完成并開始商業(yè)運(yùn)營。

結(jié)語：就目前而言，固態(tài)電池是最有希望實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的下一代電池技術(shù)，雖然有不少企業(yè)重金布局，但布局總體上相對(duì)謹(jǐn)慎保守，進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備的企業(yè)不少，持觀望態(tài)度的居多。全固態(tài)電池的量產(chǎn)進(jìn)度，還有待下一個(gè)五年來驗(yàn)證。