固態(tài)電池何時將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

近日，電動汽車初創(chuàng)公司菲斯克（Fisker）固態(tài)電池技術(shù)獲卡特彼勒投資；宣布在新加坡建電動車廠的戴森也采用的是美國Sakti3研發(fā)的固態(tài)電池；同時，已宣布進入汽車領(lǐng)域的蘋果公司也一直在研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。

顯然，一直被譽為下一代電池技術(shù)的固態(tài)電池已經(jīng)從實驗室研究到了量產(chǎn)研發(fā)階段，并獲得了一定的資本青睞，除了寶馬、豐田老牌車企對固態(tài)電池競相追逐，一波基于固態(tài)電池技術(shù)的新興造車勢力也正在崛起。

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化呈三大特征

固態(tài)電池即采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰電池，一方面可以通過提升電壓平臺，來進一步提升電池能量密度；另一方面由于在固固反應(yīng)中可以減少氣體排放，大幅提高了鋰電池的安全性能。

北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司總經(jīng)理俞會根曾表示，固態(tài)電池具備十大性質(zhì)：有望抑制鋰枝晶，不易燃燒、不易爆炸，無持續(xù)界面反應(yīng)，無電解液泄露、干涸問題，高溫性能更好，無脹氣，原材料純度要求降低，正極選擇面寬，非活性物質(zhì)體積量減少，電芯內(nèi)部可串聯(lián)。

總體來說，不論是安全性還是能量密度，固態(tài)電池都是比現(xiàn)在普遍使用的鋰離子電池更適合電動汽車的能量儲存裝置。但就目前而言，固態(tài)電池在固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電率、內(nèi)阻、界面阻抗及相容性上還存在不少瓶頸，產(chǎn)業(yè)化落地還需要一段時間?，F(xiàn)階段各大企業(yè)的研發(fā)重點是固態(tài)聚合物電解質(zhì)、無機固體電解質(zhì)的設(shè)計及制備技術(shù)，固／固界面構(gòu)筑及穩(wěn)定化技術(shù)；并在此基礎(chǔ)上完善電池生產(chǎn)工藝及專用設(shè)備的研究，來實現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)。

蓋世汽車梳理發(fā)現(xiàn)，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進展呈現(xiàn)出以下三大特點：

從布局的企業(yè)來看，不僅僅是科研單位、材料企業(yè)、電池企業(yè)在積極研發(fā)固態(tài)電池，車企尤其是國際車企在缺乏電化學(xué)技術(shù)積累的情況也對固態(tài)電池技術(shù)表現(xiàn)出近乎癡狂熱情，諸如寶馬、豐田、日立、現(xiàn)代等大部分車企都在直接或間接的布局固態(tài)電池技術(shù)，足以可見電動化趨勢下，車企對高性能動力電池的渴求是多么巨大。

從產(chǎn)業(yè)化進展來看，固態(tài)電池在汽車領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化集中在2025年左右。除固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)先的豐田外，老牌車企量產(chǎn)固態(tài)電池的時間均在2025年以后（豐田預(yù)計2022年），而新造車勢力則相對激進，菲斯克、戴森更是將固態(tài)電池量產(chǎn)時間定在了即將到來的2020年。

從技術(shù)路線來看，固態(tài)電池的發(fā)展主要分為3大方向。國際上技術(shù)成熟度較高、技術(shù)沉淀較深的法國Bolloré、美國Sakti3和日本豐田，這三家企業(yè)也分別代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固態(tài)電解質(zhì)的典型技術(shù)開發(fā)方向，其中硫化物固態(tài)電解質(zhì)能量密度潛力最大，技術(shù)難度也最高，目前大部分企業(yè)主要采用氧化物固態(tài)電解質(zhì)。

值得一提的，固態(tài)電池其實也是一個比較寬泛的概念，上／下線非常高，不同產(chǎn)品的實際效果差別很大。比如早在2015年，法國Bolloré就量產(chǎn)了固態(tài)電池汽車，并投入2900輛進行運營，但除了安全性，其寬溫性和能量密度都不甚理想，現(xiàn)階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上經(jīng)濟性。想要成為下一代電池技術(shù)，量產(chǎn)還僅僅只是一個開始，只有同時將生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率以及技術(shù)參數(shù)做到一定程度，才能滿足日益增長的電動化需求。

各車企固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進展

盡管業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為固態(tài)電池將成為下一代電池技術(shù)，但由于尚具備不少大規(guī)模生產(chǎn)制造的瓶頸，也有不少車企對固態(tài)電池不屑一顧，比如剛剛在2018年三季度拿下電動車銷量冠軍的特斯拉，就一直認(rèn)為固態(tài)電池還是一項相當(dāng)遙遠(yuǎn)的技術(shù)。不過從各大車企的規(guī)劃來看，5－10年內(nèi)，固態(tài)電池或?qū)⒋笠?guī)模應(yīng)用在汽車領(lǐng)域。

以下為蓋世汽車整理的部分車企固態(tài)電池研發(fā)進展情況，供讀者參考。

豐田2022年量產(chǎn)固態(tài)電池

2010－2014年，豐田爆發(fā)了一波固態(tài)電池相關(guān)專利申請的高潮（目前共有電池專利2434項，位列全球第一），其主要的精力是集中在的對硫化物體系固態(tài)電解質(zhì)進行研究，以提高電池的能量密度、電導(dǎo)率、循環(huán)壽命、安全性能等性能。2017年，電動市場初具規(guī)模，豐田宣布組織200人的團隊加快固態(tài)電池研發(fā)進度，預(yù)計2022年量產(chǎn)固態(tài)電池。

大眾2025年量產(chǎn)固態(tài)電池

不同于豐田，大眾汽車并沒有獨立研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，而是通過投資QuantumScape來布局固態(tài)電池。QuantumScape是斯坦福大學(xué)前研究人員于2010年成立的風(fēng)險投資公司，擁有超過200多項關(guān)于固態(tài)電池的技術(shù)專利。2018年7月，大眾向QuantumScape投資約1億美元，目標(biāo)在2025年前建立固態(tài)電池生產(chǎn)線。

寶馬2026年量產(chǎn)固態(tài)電池

寶馬一方面在自建電芯研發(fā)中心，研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)并有望于2026年實現(xiàn)固態(tài)電池突破性進展并隨后量產(chǎn)。另一方面，寶馬也積極和Solid Power在固態(tài)電池方面深度合作，快速提升電池研發(fā)能力。值得一提的是Solid Power被多家車企看好，包括萬向、現(xiàn)代等車企都有向Solid Power投資。

現(xiàn)代2025年量產(chǎn)固態(tài)電池

早在2017年，現(xiàn)代就宣布正自主研發(fā)固態(tài)電池，并已建立中試生產(chǎn)設(shè)施。今年7月，現(xiàn)代汽車宣布投資位于馬薩諸塞州的Ionic Materials公司，主要進行固態(tài)電池研發(fā)工作。有業(yè)內(nèi)人士透露，現(xiàn)代正通過南陽研發(fā)中心（Namyang R＆D Center）旗下的電池研發(fā)團隊進行固態(tài)電池的研發(fā)，目前已取得一定的技術(shù)水平，預(yù)計2025年可實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。

戴森2020年量產(chǎn)固態(tài)電池

2015年，戴森以9000萬美元的價格收購了位于美國密歇根州的固態(tài)電池公司Sakti3。Sakti3是一家專門開發(fā)全固態(tài)電池的公司，在氧化物固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)上處于領(lǐng)先地位。近日，戴森向海外媒體透露，目前正在開發(fā)一種極具創(chuàng)新理念的電動汽車，量產(chǎn)車型將于2020年上市銷售，其電動力系統(tǒng)將采用Sakti3研發(fā)的固態(tài)電池。

菲斯克2020年量產(chǎn)固態(tài)電池

菲斯克最早對外宣稱的動力系統(tǒng)是石墨烯電池，但因研發(fā)進度不順而擱淺，2017年菲斯克宣布已就固態(tài)鋰電池申請了專利，預(yù)計可在2023年量產(chǎn)。2018年8月，菲斯克又稱數(shù)月后將量產(chǎn)固態(tài)電池，或?qū)⒋钶d在電動跑車EMotion上，預(yù)計在2020年上市。近日菲斯克獲卡特彼勒投，此前還獲得過漢鼎宇佑集團的投資。