固態(tài)電池是催化電動車普及化的關(guān)鍵技術(shù)之一。不只是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)可解決里程焦慮、降低車輛受撞擊后起火燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。同時，更可迫使鋰離子電池的價(jià)格下降，從而使電動車的售價(jià)更為親民。以目前的技術(shù)進(jìn)程來看，個人認(rèn)為，到2028年左右，同一款車型搭載固態(tài)電池與鋰離子電池不同選項(xiàng)的情況將在市場上隨處可見。

動力電池的研發(fā)在這幾年進(jìn)展速度飛快，除了三元鋰與磷酸鐵鋰的鋰離子電池為應(yīng)用主流之外，鈉離子電池、磷酸錳鐵鋰（LMFP)電池、硅基負(fù)極電池（目前一般為碳基負(fù)極）、富鋰錳基電池、以及固態(tài)電池，都是下一代電池技術(shù)推進(jìn)的選項(xiàng)，而其中固態(tài)電池是目前的研發(fā)重心。

自從2018年掀起成立固態(tài)電池新創(chuàng)公司的風(fēng)潮以來，這四年間的技術(shù)進(jìn)程并不太順利；一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰離子電池性能持續(xù)改良，制程日趨成熟穩(wěn)定，另一方面全球普遍設(shè)定2030年的電池能量密度目標(biāo)應(yīng)達(dá)到500wh/kg （目前最強(qiáng)的三元鋰電池也只有250wh/kg，一般市售電動車的電池在200wh/kg以下），因此，固態(tài)電池具商業(yè)化價(jià)值的技術(shù)目標(biāo)持續(xù)上漲。如果在制造成本與能量密度沒有達(dá)到最佳的平衡點(diǎn)時，固態(tài)電池的產(chǎn)品競爭力就會受限。目前固態(tài)電解質(zhì)種類有三大技術(shù)路線。

• 聚合物。成本高且電導(dǎo)率低，對充放電速率有影響。歐美公司多采此路線。
• 氧化物。各項(xiàng)性能指標(biāo)的表現(xiàn)較平均，但電導(dǎo)率也偏低。國內(nèi)公司多采此路線。
• 硫化物。電導(dǎo)率較高，成本低，但技術(shù)門檻最高。日韓公司多采此路線。

整體而言，固態(tài)電池雖穩(wěn)定性高、壽命長、能量密度大，但固態(tài)電解質(zhì)較液態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率落差約10倍，所以充放電效率是個挑戰(zhàn)。且因?yàn)榕c電極之間的接觸界面阻抗較大，長期化學(xué)反應(yīng)下易引發(fā)副作用而影響電池整體性能。理論上，固態(tài)電池芯的能量密度可高達(dá)900wh/kg，但要如何提升充放電效率至少要接近鋰離子電池的水平呢？

美國哈佛大學(xué)在去年發(fā)布了一篇論文，以 “三明治” 式的電池結(jié)構(gòu)，將固態(tài)電池充滿電的時間壓縮到20分鐘以內(nèi)。

• 以鋰金屬取代石墨，作為負(fù)極，用以提升電池容量。
• 固態(tài)電解質(zhì)分為兩層不同的材質(zhì)，解決鋰金屬作為負(fù)極所易產(chǎn)生的鋰結(jié)晶穿透而造成短路的問題。
• 石墨隔層置于正、負(fù)極上，隔離固態(tài)電解質(zhì)的直接接觸，以在電壓升高時發(fā)揮隔熱的效果。

當(dāng)然，這個研究報(bào)告還是處在實(shí)驗(yàn)室的階段，如何得以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，還有很長的路要走。整體來看，歐美日等國固態(tài)電池新創(chuàng)將在2025年之后陸續(xù)將研發(fā)成果搭載于成車上試行，并在2028年左右量產(chǎn)。但還是老話一句，如果成本沒有逼近鋰離子電池，而且電池包（不是電池芯而已）的能量密度還沒到500 wh/kg 以上，固態(tài)電池就難以替電動車產(chǎn)業(yè)帶來革命性的改變。