就在2017年的最后幾天，日本著名的火花塞制造商NGK對外宣稱將大力開發固態電池技術，為未來“無內燃機”時代做準備。

NGK高級工程和研發總經理Takio表示：“我們意識到，行業在某種程度上將不可避免地從內燃機轉向電池電動汽車，最終導致我們的火花塞和氧傳感器業務過時。”NGK涉足固態電池的理由是他們先進陶瓷工藝方面的專業技術將為固態電池的研發提供優勢。

其實在固態電池研發方面，早就有一批企業捷足先登。包括本田、現代和豐田在內的幾家老牌汽車制造商都在研發固態電池技術。而新興的菲斯克汽車(Fisker)和剛開始涉足電動汽車領域的真空吸塵器制造商戴森也計劃使用固態電池來迎接即將到來的電動汽車時代。

可能很多朋友對于固態電池這個概念還比較陌生，不過行業內有人認為它將是繼三元鋰電池之后的下一輪動力電池熱點。對于這塊還處于技術積淀的新領域，我們有必要了解下其特點。

固態電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。由于固態電池的功率重量比較高，所以它被認為電動汽車理想的電池。傳統的液態鋰電池被形象地稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為電解質(液態)。而鋰離子就像優秀的運動員，在搖椅的兩端來回奔跑，在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程便完成了。固態電池的原理與之相同，只不過其電解質為固態，具有的高密度結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。因此，同樣的電量，固態電池體積將變得更小。不僅如此，固態電池中由于沒有電解液，封存將會變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節約了成本，還能有效減輕重量。

由于鋰離子電池的基本發展方向就是達到更高的能量密度，日本和中國計劃到2030年將動力電池電芯能量密度提升到500Wh/kg。從能量密度考慮，液體電解質電池極限不可能高于500Wh/kg，而全固態鋰電池目前的能量密度已經能夠達到約400Wh/kg，預估最大潛力值達900Wh/Kg。

另外，安全性方面來說，全固態鋰電池優勢非常明顯，固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現象，搭載全固態鋰電池的汽車的自燃概率會大大降低。

日系企業依然走在前列

豐田雖然在插電技術方面明顯落后，但是對于固態電池和氫燃料電池的研發卻一直抓得很緊。他們計劃于2020年用固態電池取代鋰電池，其能量密度是鋰電池的三到四倍。豐田負責材料工程的高管ShigekiSuzuki表示，豐田將于2020年全面實現全固態電池商業化，并在未來幾年內使用鋰空氣電池。

2016年11月24日，三井金屬發布了下一代的鋰離子二次電池的“全固態電池”用的硫化物固態電解質。三井金屬將會與電池廠商和汽車廠商等合作，到2020年將實現量產化。

日立在固態電池的研發也走得很靠前。日立佐森總裁TakashiTanisho透露，目前已經將固態電池的樣品送到了特種航天和汽車行業的潛在客戶。此外，日立正在與一個未公開的日本電池制造商合作，完善一些細節上的問題，并在2020年之前將固態電池投放市場，而且可能不會在日立的品牌下出售。事實上，日立在前沿科技上一直保持著領先地位，日立已經開發出了一款續航約400公里的純電動汽車(EV)用鋰離子電池技術。

歐美企業同樣激進

早在2015年，汽車配件制造商博世集團成功收購了位于加州海沃德市的Seeo電池公司。Seeo公司研發的新一代固態鋰電子電池有能力將電池的能量密度從50%提升至100%，目前已經研發出能量密度達到350Wh/KG的電池，這大約是目前已使用的電動汽車中的電池的兩倍密度。Seeo公司的DryLyte“固態”聚合物電解質不易揮發，也不易燃，這就意味著這種電解質能夠在更高的溫度下使用。

而在2017年11月，新興的電動汽車品牌Fisker申請了一個固態鋰電池專利，最高續航800公里，充電只要1分鐘。Fisker的固態電池項目負責人是戴森旗下固態電池公司Sakti3的創始人。2015年，Sakti3就聲稱研發出成本低至100美元每瓦時、能量密度高達1000瓦時/公斤的新型固態電池了。Fisker在其發布會中說到，固態電池有許多限制，例如低功率和低速率能力，這是由分層的電極結構以及低溫等引起的。Fisker的充電技術采用三維電極結構，這使得電極的表面積比平面薄膜的面積大25倍，這種結構能夠適應不同的電壓和形狀因素，能量密度是鋰電池的2.5倍。

另外，寶馬和蘋果在固態電池方面也早已經展開研發。

中國企業也早開始布局

在電動汽車領域，中國的企業一直保持與世界先進同步。2017年8月9日，華氣電池(浙江)10億安時聚合物固態動力鋰電池項目在麗水生態產業集聚區松陽分區開工建設。

早在2016年底，寧德時代也已經透露出其布局“固態電池”的決心，寧德時代在做固態電池之前對全球做固態電池的企業做了調研。寧德時代在研發過程中，也在關注固態電池的制造問題，固態電池整個制造工藝跟傳統的鋰離子的制造工藝不同，需要新的設備，新的工藝，所以寧德時代也同時進行工藝的研發。

固態電池雖然前景不錯，但現在最具考驗的地方在于價格。液態鋰電池的成本大約在200~300美元/千瓦時，如果使用現有技術制造為智能手機供電的固態電池，其成本會達到1.5萬美元，而足以為汽車供電的固態電池成本更是達到令人咋舌的9000萬美元。固態電池生產成本居高不下的重要原因在于生產效率低下。

小電評：

固態電池擁有兩個最大的優勢，一個是能量密度，一個是安全性，這兩樣恰好是目前最熱的三元鋰電池難以突破的地方，因此它會認為是下一輪電池的風口也不奇怪。不過，由于目前固態電池制備技術成熟度不夠，能形成規模產能的企業有限，技術規模化擴產需要克服的困難還很多，仍處于研發和試產階段。但可以預期的是，隨著研發和工業技術的不斷發展，固態電池的科學和工藝上的問題會逐漸得到緩解。目前大家能夠看到未來有可能推廣的技術還包含燃料電池、超級電容器、鋁空氣電池、鎂電池等，固態電池能否脫穎而出，還需要多方面的努力。