固態(tài)電池性能躍遷，能否實現(xiàn)續(xù)航自由?丨New Tech

從實驗室到生產(chǎn)線，從材料創(chuàng)新到工藝革命，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化征程已揭開序幕。

當(dāng)下車載鋰電池的由于其不穩(wěn)定性和熱失控而導(dǎo)致的自燃，始終成為消費(fèi)者所關(guān)注的問題，無論是自發(fā)性還是由于碰撞擠壓變形導(dǎo)致，都是終繞不開的安全隱患。而所謂的“固態(tài)電池”，則如同一味良藥，似乎將自燃的可能性扼殺在搖籃中。

固態(tài)電池的發(fā)展歷程可追溯至20世紀(jì)（參數(shù)丨圖片）70年代，但其真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)視野始于鋰離子電池商業(yè)化后的技術(shù)分化。

液態(tài)鋰離子電池通過鈷酸鋰正極與石墨負(fù)極的組合率先實現(xiàn)商業(yè)化，而固態(tài)電池則因固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率不足長期滯留實驗室。直至2011年被打破——日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率首次媲美液態(tài)電解液，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化曙光初現(xiàn)。

國內(nèi)對于固態(tài)電池研究但真正形成產(chǎn)業(yè)布局是在2015年后，寧德時代、比亞迪等頭部企業(yè)加速技術(shù)攻關(guān)。

固態(tài)電池優(yōu)勢更安全、更耐用、充電更快，可以理解為電池界的“超級升級版”。普通電池就像個夾心餅干，中間夾著果醬（液態(tài)電解液），而固態(tài)電池把果醬換成了硬糖（固體材料），更結(jié)實，不容易漏，還能塞更多夾心。

傳統(tǒng)液態(tài)電池在過熱、穿刺等極端條件下，易因電解液泄漏引發(fā)熱失控。固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、耐高溫特性，其熱失控溫度可達(dá)600℃以上，遠(yuǎn)超液態(tài)電池的150℃臨界點。測試數(shù)據(jù)顯示，固態(tài)電池在針刺實驗中僅升溫15℃，無起火爆炸現(xiàn)象。

固態(tài)電池可兼容高能量密度正負(fù)極材料：正極可選用高鎳三元、富鋰錳基甚至硫系材料，負(fù)極可升級至鋰金屬。理論能量密度上限達(dá)900Wh/kg，是現(xiàn)有液態(tài)電池的3倍。更高的能量密度換來了更小的體積以及更長的續(xù)航能力。

國內(nèi)的固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)都在持續(xù)推進(jìn)中——比亞迪采用氧化物固態(tài)電解質(zhì)+鋰金屬負(fù)極，2024年下線的60Ah電芯循環(huán)壽命超1000次；寧德時代開發(fā)硫化物體系，計劃2027年量產(chǎn)；蜂巢能源推出的“果凍電池”，通過凝膠態(tài)電解質(zhì)平衡安全性與離子傳輸。

預(yù)估2030年后固態(tài)電池將逐步主導(dǎo)高端市場，它的性能躍遷，會以代差的表現(xiàn)，替代當(dāng)下傳統(tǒng)電池。屆時的純電汽車單次續(xù)航里程甚至有望突破3000km，真正實現(xiàn)續(xù)航自由。

尾巴

固態(tài)電池的崛起是能源革命的縮影，當(dāng)中國企業(yè)在液態(tài)電池時代完成“跟跑”到“并跑”的跨越后，固態(tài)電池領(lǐng)域正成為角逐全球電池產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)的新戰(zhàn)場。

從實驗室到生產(chǎn)線，從材料創(chuàng)新到工藝革命，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化征程已揭開序幕。