三元鋰電池或將淘汰，固態(tài)電池才是終極形態(tài)

　　固態(tài)電池擁有兩個(gè)十分顯著(zhù)的優(yōu)勢，一方面由于采用了有機電解液的傳統鋰電池，在過(guò)度充電、內部短路等異常情況下容易導致電解液發(fā)熱，從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件，安全系數較之鋰離子電池有著(zhù)先天的優(yōu)勢。

　　二來(lái)則是固態(tài)電池在最為關(guān)鍵的能量密度方面，有望徹底解決純電動(dòng)汽車(chē)的里程焦慮。目前體系下的鋰離子電池已經(jīng)接近極限性能，即便是特斯拉NCA 18650電芯下的電池組，能量密度可以達到250瓦時(shí)/千克，應用于Model 3的21700電芯能量密度達到300瓦時(shí)/千克，支持續航里程400到500公里，也仍然無(wú)法解決續航里程焦慮。

　　在現有的技術(shù)路線(xiàn)下，如果三元鋰電池還想進(jìn)一步提高能量密度，只能繼續提高鎳材料或者添加CA。但高鎳的熱穩定性很差，在提高能力密度的同時(shí)，也意味著(zhù)其穩定性的下降，電池內部的熱反應會(huì )更加劇烈，安全隱患也會(huì )從而變成更大的問(wèn)題。

　　固態(tài)電池的電解質(zhì)無(wú)需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問(wèn)題，可以簡(jiǎn)化電池外殼及冷卻系統模塊，進(jìn)一步減輕電池模組的重量，達到節能的效果。此外，全新的正負極材料配套可以使得電化學(xué)窗口達到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達到500瓦時(shí)/千克。

　　正是基于安全和能量密度突破性進(jìn)展雙方面的問(wèn)題，當前新能源汽車(chē)行業(yè)主管部門(mén)對于動(dòng)力電池的性能也提出了更高的要求。根據《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展計劃》和《節能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖》的相關(guān)指引，動(dòng)力電池系統的能量密度需要在2025年至2030年達到350瓦時(shí)/千克以滿(mǎn)足市面上乘用電動(dòng)汽車(chē)的續航里程要求。

　　從目前來(lái)看，僅憑借鋰電池的技術(shù)研發(fā)，這一目標顯然已經(jīng)無(wú)法實(shí)現。而為了保證動(dòng)力電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度給整個(gè)新能源汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了光明。因此，固態(tài)電池被廣泛認為是下一代動(dòng)力電池正確的技術(shù)研發(fā)方向。

　　不過(guò)固態(tài)電池雖好，但根據現有的研發(fā)進(jìn)展來(lái)看，也還有兩項技術(shù)難題尚未攻破。一是固態(tài)電解質(zhì)在室溫條件下的離子電導率不高，二是固態(tài)點(diǎn)解質(zhì)與正負極之間界面阻抗比較大。

　　目前全球各大車(chē)企和電池廠(chǎng)商們使用的聚合物、氧化物、硫化物等固態(tài)電解質(zhì)均存在這樣的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，聚合物耐溫性不夠，穩定性較差、離子電導性偏低。氧化物抗阻能力比價(jià)強，但離子電導性也無(wú)法達到要求。硫化物雖然電導性不錯，又由于材料穩定性不佳，導致離子傳輸性能欠缺。

　　往往一種全新研發(fā)的材料從實(shí)驗室走向市場(chǎng)應用層面，一般需要十年左右的時(shí)間。而固態(tài)電池的正處于研發(fā)階段，想要實(shí)現產(chǎn)業(yè)化還需要耐心等待。雖然大家廣泛認為固態(tài)電池具有高安全性、高能量密度的優(yōu)勢，但也只是正向研發(fā)的猜測，只有當其量產(chǎn)產(chǎn)品展現出絕對的優(yōu)勢時(shí)，才能真正取代三元鋰電池。

　　好比目前特斯拉的三元鋰電池技術(shù)已經(jīng)非常成熟，即便固態(tài)電池在短時(shí)間內量產(chǎn)，其性能也只能達到前者的水平，并不會(huì )產(chǎn)生顛覆的意義。也就是說(shuō)，固然大家一致看好固態(tài)電池，但其從研發(fā)階段到正式成為電池主導產(chǎn)品還有很長(cháng)的路要走。所以，傳統的液體電解質(zhì)電池至少還有若干年的市場(chǎng)空間，不必擔心很快被淘汰。

　　綜合來(lái)看，安全性高、能力密度潛力大的固態(tài)電池必然是下一代動(dòng)力電池的研發(fā)方向，但目前確實(shí)還沒(méi)有量產(chǎn)產(chǎn)品能夠在各方面明顯勝過(guò)于傳統鋰離子電池。我們只能寄希望于固態(tài)電池技術(shù)早日成熟，電動(dòng)汽車(chē)的續航里程再也不會(huì )成為通勤焦慮。