從五月開始，日本經濟產業省將與公司合作，共同推進高效率全固態電池的開發，欲奪回日本在電池領域的市場份額，而我國的科研機構和電池公司將如何面對固態電池領域越來越激烈的競爭呢？

《汽車商業評論》記者錢亞光

近日，據日本《日經亞洲評論》報道，從今年五月開始，日本經濟產業省將向技術研究協會——鋰離子電池材料評價研究中心（LIBTEC）投資16億日元(約人民幣9349萬元)。除了東麗、旭化成、三井化學、三菱化學等材料廠商外，豐田、本田、日產等大型汽車廠商，以及松下、GS湯淺等電池供應商也將加入LIBTEC的研發工作。

日本政府加大全固態電池研發力度的目的之一是重新占據市場主導地位。《日本經濟新聞》稱，在車用電池領域，日本公司走在前列，2013年占據全球70%的市場份額，但2013年市場占有率僅為3%的我國公司，到2016年已擴大到26%，而日本公司則減至41%。

左側為傳統液態電池，右側為全固態電池

固態電池是指電池結構中不含液體，所有材料都以固態形式存在的儲能器件，由“正極材料+負極材料”和固態電解質組成。由于固態鋰離子電池的安全性能好、能量密度高和循環壽命長，還具備柔性強、回收方便等優勢，甚至可望實現快速充電，是電動汽車理想的動力鋰離子電池。

LIBTEC希望研發一種固態電池，使電動汽車的續航里程到2025年前能達到550km，到2050年前能達到800km。

受全球強化環保限制的影響，純電動汽車將正式開始普及。在我國工信部的規劃中，2020年新能源汽車年產銷量將從2017年的77萬輛上升到的200萬輛，保有量為500萬輛。日本計劃到2030年將新一代汽車在新車銷售中所占比例擴大到20~30%，預計純電動汽車的核心零部件蓄電池的市場規模也將大幅上升。

按照《我國制造2025》確定的技術目標，2020年鋰離子電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達到400Wh/kg，2030年能量密度達到500Wh/kg。顯然，新能源汽車產業中長期發展要新的技術儲備，全固態鋰離子電池則有望成為下一代車用動力鋰離子電池主導技術路線。

對此，我國工程院院士陳立泉曾明確表示：“能量密度要進一步提高，必須從現在開始考慮全固態鋰離子電池?！?/p>

知名鋰電材料及產業化專家肖向前指出：“當前磷酸鐵鋰、三元等鋰離子電池在放電過程中，電芯溫度逐漸上升，絕對的安全性難以通過電池自身解決，金屬鋰固態電池是鋰電的最終目標。”

固態電池使用固態電極及電解質，其中的固態物質能夠代替鋰離子電池中的液態電解質，從而促使產品能量密度提升、重量減輕、安全性改善并縮短充電時間。全固態鋰離子電池當前能量密度約400Wh/Kg，預估最大潛力值達900Wh/Kg。

在我國，已經有不少科研機構和相關公司都在固態電池上下了大功夫，并已經取得了階段性成果。

我國科學院作為科技國家隊，在固態電池的研發上，也起到了排頭兵的用途。早在2013年十一月中科院就布局了一個戰略先導項目，希望能基于納米技術，研究開發一些能夠實際應用的先進材料和電池技術，目標是300Wh/kg。在固態電池開發方面，中科院旗下的5個研發團隊也都取得了階段性進展。

中科院化學所

郭玉國團隊，開發了聚醚-丙烯酸酯的聚合物固體電解質，耐受氧化電壓是4.5伏。

中科院寧波材料所

許曉雄團隊，開發了氧化物、硫化物固體電解質材料、陶瓷片、全固態電池，并與贛峰鋰業合作嘗試產業化。目前該團隊在國內已率先研發出容量為0.2Ah～10Ah的系列固態單體電池，10Ah固態單體電池能量密度達到260Wh/kg，循環1000圈容量保持率達88％。

中科院青島生物能源所

崔光磊團隊開發了聚丙烯碳酸酯、纖維素、鋰鑭鋯氧復合的固體電解質，研發的電池能量密度達到了300Wh/kg，并首次在馬里亞納海溝完成了深海測試。

中科院上海硅酸鹽研究所

郭向欣團隊，開發了聚環氧乙烷、鋰鑭鋯氧復合的固體電解質，并研制了2Ah級的固態鋰離子電池。

我國科學院物理研究所

該團隊研制的10Ah軟包電芯能量密度達到310-390Wh/kg，體積能量密度達到了800-890Wh/L，該電池可以在室溫和90℃循環。

另外，國內領先的電池公司在固態電池技術儲備與研發上，也取得了不錯的成績，有不少公司已經推出了行業領先的產品，只是商業化還要過些時日。

萬向集團

2017年九月，萬向旗下的A123系統公司投資了美國固體動力（SolidPower）公司，后者專注于開發/擴展具有競爭力的固態電池，已創造出容量比傳統鋰離子高2-3倍的固態電池。

2018年二月，萬向參投的SolidPower確認與寶馬合作，雙方將共同研發新一代電動汽車固態電池技術，根據寶馬的表態，新一代固態電池產品將在寶馬xEV系列車型上應用。

最近，萬向集團旗下的A123系統公司又投資了美國離子材料（IonicMaterials）公司，以擴大其在固態電池領域的競爭力。離子材料公司研發出了一種特殊的聚合物電解質，能將新型固態電池的安全性和工作性能提高到一個全新的水平。

寧德時代

寧德時代重要在聚合物和硫化物基固態電池方向分別開展了相關的研發工作，并取得了初步進展，同時針對材料體系特點和規?；a的要求，寧德時代開展了全固態電池制造工藝路線的設計和探索。

聚合物固態鋰金屬電池方面，寧德時代基于對電池的導電、加工性能的改進，設計制作了容量為325毫安時的聚合物電芯，循環300圈以上，容量保持率達到82％。

硫化物固態電池方面，寧德時代通過對鈷酸鋰正極材料進行表面修飾，包覆改性后，改善了正極和固態電解質的界面相容性，并開發出混合工藝，提高了硫化物在空氣中的穩定性，為電池制造成本降低供應可能。

比亞迪

比亞迪創始人王傳福在2016年中期就確定了以固體電池為鋰離子電池未來方向的發展基調，開始布局固態電池的相關研發工作。

目前比亞迪正在積極推進下一代鋰離子電池的研發部署，并將固態電池作為下一步研發重點，積極推進相關產品的產業化研發應用，并確定將在未來10年，最快5年內供應該類型產品。

2017年八月，比亞迪申請了一種全固態鋰離子電池正極復合材料及一種全固態鋰離子電池的發明專利。

2018年一月，比亞迪在互動平臺上表示，公司正在積極推進固態電池項目商用。

國軒高科

2017年十一月，國軒高科對外表示已著手研發固態電池及固態電解質。

2018年二月，國軒高科透露，根據與國際一線整車品牌合作的產品要求，公司正在美國和日本分別開發下一代動力鋰離子電池生產技術工藝與生產設備，相關產品將使用半固態電池技術。

2018年三月，國軒高科在在投資者互動平臺表示公司半固態電池技術目前已處于實驗室向中試轉換階段。

贛鋒鋰業

2017年，贛鋒鋰業通過引進中科院寧波材料所的許曉雄團隊，正式切入到固態電池板塊。資料顯示，許曉雄博士團隊已申請專利30余項（國際專利6項、我國專利27項），其中已授權專利11項。

2017年十二月，贛鋒鋰業通告稱，擬以不超過2.5億元投資建設第一代固態鋰離子電池研發中試生產線，規模在億瓦時級以上，6億瓦時的動力鋰離子電池生產線未來著重跟固態電池做匹配。

2018年三月，贛鋒鋰業確認正在對固態電池進行廣泛的試驗工作，并在寧波設立了一家研發中心和一條試驗生產線，以加快固態鋰離子電池技術的商業化。

贛鋒鋰業擬在2018年六月前實現第一代固態鋰離子電池工藝技術成熟，并通過第三方認證；在2018年十二月建成億瓦時級第一代固態鋰離子電池生產線，并實現送樣；在2019年十二月完成3億元固態電池銷售，并分別推動二代固態鋰離子電池技術成熟，三代固態鋰離子電池完成可行性研究。

珈偉股份

2016年十一月，珈偉股份在滬舉辦全球首例固態鋰離子電池與快充鋰離子電池產品公布會，演示了新產品性能。

2018年四月，珈偉股份控股子公司珈偉龍能的固態儲能科技公司正式投產試運行。據稱，新型鋰離子電池采用納米技術，具有強大的儲能能力，在快速充電、壽命、安全性等方面優勢顯著。完成一次充電僅需5分40秒，可實現2萬次的充放電循環，預計電池壽命最長可達100年，被三枚鐵釘深深擊穿后，仍可正常工作。

雖然我國在固態電池方面的技術積淀并不如法國Bolloré、美國Sakti3和日本豐田等國外公司，但是在發展速度和推進力度方面，我國已經走在世界前列。從目前的各方進展來看，無論是車企還是鋰電公司，有關固態電池的前景看好，并開始進行布局，但是在最近幾年，大規模量產依然是不現實的事情。

除了固態電池現在的制備技術成熟度還有待加強，能形成規模產量的公司有限，規模化生產要克服很多困難等技術方面的原因之外，固態電解質的成本問題也是各方亟需解決的難點。從全球來看，固態電池仍處于推廣發展期。

從固態電池的研發來看，未來要發展全固態金屬鋰離子電池，負極全部為鋰，但目前還面對著很大的挑戰。而介于全固態和液態電解質鋰離子電池之間的技術，如混合固液電解質電池，可能會在提升能量密度的同時，兼顧安全性、倍率特性、循環性，會首先實現商業化。隨著技術的突破，各種綜合技術指標的提升，以及材料成本的大幅下降，全固態電池才會大規模進入電動汽車市場。

汽車商業評論認為，日本這種政府與公司齊心協力研發固態電池的做法值得我們借鑒，把國家科研機構強大的研發能力和公司切合實際的產業化需求相結合，多一些贛鋒鋰業和中科院寧波材料所這樣的合作，應該可以更快地將科研成果產品化，不光從技術上，也從規模上、成本上，更快地將先進技術轉化為生產力，從而促進我們電動汽車產業的健康持續發展。