近年来，动力电池技术的发展取得了巨大的进步，但仍然面临安全问题和续航焦虑的挑战。固态电池凭借高安全性和卓越的综合性能逐渐崭露头角，成为行业的新宠。随着各大企业纷纷加入布局，固态电池的发展路径也变得越发清晰。
何为固态电池？研发面临哪些挑战？
固态电池是一种新型锂电池技术，其最显著的特点是采用固态电解质替代传统液态电池中的电解液。与传统液态电池相比，固态电池具有高能量密度、高安全性、更快的充电速度等特点。
在能源领域，固态电池被认为是电动汽车、可再生能源储存等领域的理想选择，因为它有望解决传统电池技术中存在的安全性、能量密度和寿命等方面的瓶颈问题。然而，固态电池在研发过程中也面临着一系列巨大的技术挑战。
首先，固态电池的制造工艺相对复杂，尤其是在电解质的制备方面存在挑战。寻找既具有高离子导电性又具备稳定性的固态电解质材料，是当前研究的焦点之一。
其次，电极材料的选择和匹配也是一个关键问题，因为不同的电极材料对电解质的适应性和稳定性要求各不相同。此外，固态电池需要在高温条件下运行，这也对电池材料的热稳定性提出了更高的要求。
在大规模生产方面，固态电池的成本问题是亟待解决的难题。制备高质量、高性能的固态电池所需的生产工艺相对复杂，直接影响电池的成本和商业可行性。因此，为实现固态电池的商业化应用，必须不断优化生产工艺，提高生产效率，从而降低制造成本。
综合来看，固态电池虽然在其特性上有着极大的优势，但其研发仍面临着制造工艺、材料稳定性、成本等多方面的挑战。解决这些挑战将是推动固态电池商业化应用的关键。
固态电池三大技术路线谁主沉浮
目前，全球各大车厂和电池制造企业等正积极布局固态电池技术。固态电池技术的发展可以分为五大阶段：传统液态电池——凝胶态电池——半固态电池——准固态电池——全固态电池。当前行业尚处于半固态向全固态发展的阶段。
比较热门的固态电解质主要分为三类，分别是聚合物、氧化物和硫化物。聚合物电解质属于有机电解质，而氧化物和硫化物则属于无机电解质。
表格：集邦锂电整理
固态电池的各技术路线各具特色。其中，聚合物固态电池作为最早实现固态电池车辆测试的技术路线之一，已经成功进入小规模量产。然而，它在室温下的离子导电率较低，需要高温操作，同时在稳定性和成本方面面临一些挑战。
氧化物固态电池在综合性能方面表现较好，研发成本相对较低，同时具有高离子导电性和良好的环境稳定性，适用于高电压电极材料。然而，由于氧化物是陶瓷材料，存在较大的界面阻抗和加工难度，机械性能也相对较差。
硫化物固态电池则具有较高的电导率和潜在的开发价值。尽管它在电导率方面表现出色，但具有稳定性较差，容易氧化，产生有毒气体等问题。另外，硫化物电池的技术难度较大，商业化进展相对较慢。
目前来看，全球固态电池技术路线百花齐放。
欧洲新能源企业主要使用聚合物作为电解质，但由于电导率不高，导致续航性能相对较差。法国Bollore集团早在2011年推出的Bluecar电动车搭载了金属锂聚合物固态电池，但相较于液态电池，续航表现较为有限。欧洲企业在面临电导率瓶颈后，采取投资海外企业的策略，如大众汽车深度投资美股上市的Quantum Scape。
而日韩企业更青睐硫化物电解质，硫化物具有高电导率和高能量密度的潜力，但由于技术难度，丰田等企业的量产计划可能受到了一些阻碍。中国企业则主要以氧化物作为电解质，电导率介于欧洲和日韩之间，主要以半固态电池形式存在。
固态电池产业化进程：2025和2030是关键时间点
固态电池产业正迎来关键的时间节点，全球各大企业纷纷加速产业化进程。
海外市场方面，美国代表为Solid Power和Quantum Scape等初创企业，相比之下，日本和韩国的企业更多地由传统车企和电池厂主导，而在欧洲，近年来的趋势是传统车企转向投资为主，以技术合作创新企业为代表。
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回顾国内市场，固态电池主要布局者涵盖电池企业、学界领军者创办的初创企业以及汽车企业等领域。卫蓝新能源、太蓝新能源、清陶能源、宁德时代、赣锋锂业、辉能科技、广汽集团等企业都在积极推动固态电池的研发和产业化进程。
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在商业应用方面，东风、蔚来、赛力斯等车企已成功实现半固态电池的装车，甚至已经开始交付。与此同时，一些海外企业选择直接跳过半固态电池领域，直接投身全固态电池的研发和应用。大众、宝马、丰田、奔驰、日产等知名汽车品牌也规划在2025年至2030年期间推出搭载全固态电池的动力汽车。
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总的来说，尽管固态电池领域在技术突破和商业化应用面临挑战，但整体呈现积极向前的态势。2025年至2030年，将是固态电池产业迎来更多技术突破和商业化的关键时刻。在此期间，半固态电池将扮演重要角色，已有车企成功将其商业化应用，为解决电动汽车的里程焦虑问题提供了切实可行的方案。
来源：集邦锂电
