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近日，據報道日本大型電池企業(yè)Maxell開(kāi)發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，其容量達到200毫安時(shí)，是傳統的陶瓷封裝型（方形）容量的25倍。新電池具有耐熱性強、壽命長(cháng)的特點(diǎn)，而且抗沖擊性好，被認為可以當作主電源使用。據說(shuō)，Maxell的全固態(tài)電池已被尼康的工業(yè)機械用傳感器采用等，訂單正在增加。

1月3日美國固態(tài)電池QuantumScape公司表示，其固態(tài)電池通過(guò)了德國大眾公司的50萬(wàn)公里耐久性測試。測試數據還顯示，配備 QuantumScape電池的電動(dòng)汽車(chē)，WLTP 續航里程為 500-600公里，在電池的全生命周期內，可以行駛超過(guò)50萬(wàn)公里，不會(huì )有任何續航能力衰退。

盡管從歐洲到日本，都在加速開(kāi)發(fā)全固態(tài)電池, 但鑒于技術(shù)難題和高昂成本，未來(lái)一兩年內半固態(tài)電池或將成為電池技術(shù)創(chuàng )新和應用的重要發(fā)展方向。

首先，我們來(lái)了解下半固態(tài)電池和全固態(tài)電池的區別是什么。

半固態(tài)電池：相比液態(tài)電池，半固態(tài)電池減少電解液的用量，增加聚合物+氧化物復合電解質(zhì)，其中聚合物以框架網(wǎng)絡(luò )形式填充，氧化物主要以隔膜涂覆+正負極包覆形式添加，此外負極從石墨體系升級到預鋰化的硅基負極/鋰金屬負極，正極從高鎳升級到了高鎳高電壓/富鋰錳基等，隔膜仍保留并涂覆固態(tài)電解質(zhì)涂層，鋰鹽從LiPF6升級為L(cháng)iTFSI，封裝方式主要采用卷繞/疊片+方形/軟包的方式，能量密度可達350Wh/kg以上。

全固態(tài)電池：相比液態(tài)電池，全固態(tài)電池取消原有電解液，選用聚合物/氧化物/硫化物體系作為固態(tài)電解質(zhì)，以薄膜的形式分割正負極，從而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限較低，氧化物目前進(jìn)展較快，硫化物未來(lái)潛力最大，負極從石墨體系升級到預鋰化的硅基負極/鋰金屬負極，正極從高鎳升級到了超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等，封裝方式采用疊片+軟包的方式，能量密度可達500Wh/kg。

固態(tài)電池界面為固-固接觸，離子電導率低、界面穩定性差，存在循環(huán)、快充等問(wèn)題，制約其商業(yè)化進(jìn)程。

材料端離子電導率低：固態(tài)電池中，電極與電解質(zhì)之間的界面接觸由固-液接觸變?yōu)楣?固接觸，由于固相無(wú)潤濕性，因此接觸面積小，形成更高的界面電阻。同時(shí)固體電解質(zhì)中有大量的晶界存在，且晶界電阻往往高于材料本體電阻，不利于鋰離子在正負極之間傳輸，從而影響快充性能和循環(huán)壽命。

循環(huán)壽命差：固-固接觸為剛性接觸，對電極材料體積變化更為敏感，循環(huán)過(guò)程中容易造成電極顆粒之間以及電極顆粒與電解質(zhì)接觸變差，造成應力堆積，導致電化學(xué)性能衰減，甚至導致裂縫的出現，造成容量迅速衰減，導致循環(huán)壽命差的問(wèn)題。

全固態(tài)電池界面接觸問(wèn)題較為嚴重，工藝尚不成熟，生產(chǎn)成本高昂。固態(tài)電解質(zhì)缺乏流動(dòng)性，導致固-固接觸面積小，阻抗增大等問(wèn)題出現，整體電導率較低，制約固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應用。

固態(tài)電解質(zhì)是實(shí)現高安全性、能量密度、循環(huán)壽命性能的關(guān)鍵。根據電解質(zhì)的種類(lèi)，可分為氧化物、硫化物、聚合物三種路線(xiàn)。聚合物體系率先在歐洲商業(yè)化，優(yōu)點(diǎn)為易于加工、生產(chǎn)工藝兼容、界面相容性好、機械性能好，缺點(diǎn)為常溫離子電導率低、電化學(xué)窗口略窄、熱穩定性和能量密度提升有限，因此制約了其大規模應用；氧化物綜合性能最好，優(yōu)點(diǎn)為電化學(xué)窗口寬、熱穩定性好、機械強度高，缺點(diǎn)為難以加工、界面相容性差、電導率一般。整體看，氧化物體系制備難度適中，較多人和國內企業(yè)選取此路線(xiàn)，預計采用與聚合物復合的方式，在半固態(tài)電池中率先規?；b車(chē)；硫化物發(fā)展潛力最大，優(yōu)點(diǎn)為電導率高、兼具強度與加工性能、界面相容性好，缺點(diǎn)為與正極材料兼容度差、對鋰金屬穩定性差、對氧氣和水分敏感、存在潛在污染問(wèn)題、生產(chǎn)工藝要求高。硫化物目前處于研發(fā)階段，但后續發(fā)展潛力最大，工藝突破后，可能成為未來(lái)主流路線(xiàn)。

根據目前來(lái)看，固態(tài)電池市場(chǎng)上早已有之，但不是應用于汽車(chē)動(dòng)力。如果應用于汽車(chē)動(dòng)力市場(chǎng)的車(chē)規級固態(tài)電池得到量產(chǎn)，那無(wú)疑將開(kāi)創(chuàng )一個(gè)新時(shí)代。

海外市場(chǎng)似乎挺樂(lè )觀(guān)，并發(fā)力直接開(kāi)發(fā)車(chē)規級全固態(tài)電池；國內市場(chǎng)則更穩健與實(shí)在些，目前半固態(tài)電池已量產(chǎn)并應用，下一步就是全固態(tài)電池的推出了。

近兩年，不少人認為，2030年才能到達固態(tài)電池時(shí)代。然而，綜合目前趨勢來(lái)看，固態(tài)電池時(shí)代或將更快到來(lái)，各大電池廠(chǎng)商需要早作準備！