九月十一日，德國(guó)《汽車周刊》報(bào)道，大眾公布大規(guī)模電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃《RoadmapE》，到2030年大眾全部車型都將有電動(dòng)版，投資500億歐到電動(dòng)汽車電池，200億歐到電動(dòng)汽車。

整車公司投資電池已經(jīng)不新鮮，而大眾CEO穆倫還表示，他們已經(jīng)在計(jì)劃下一代電動(dòng)汽車電池，里程超過(guò)1000公里的固態(tài)電池，并將在2025年量產(chǎn)。

就在今年七月份，豐田在固態(tài)電池專利上取得了新的進(jìn)展，同時(shí)宣布要在2022年推出搭載全固態(tài)電池的全新電動(dòng)汽車。我國(guó)的動(dòng)力鋰離子電池龍頭公司寧德時(shí)代也已做出表率，在聚合物和硫化物基固態(tài)電池方向分別開(kāi)展了相關(guān)的研發(fā)工作并取得了初步進(jìn)展，并在規(guī)模化生產(chǎn)上提出了初步的工藝路線。

眾多行業(yè)專家都對(duì)固態(tài)電池成為下一代電池技術(shù)寄予厚望，陳立泉院士更是表示，“這是我國(guó)鋰離子電池惟一的機(jī)遇，假如這個(gè)機(jī)遇錯(cuò)過(guò)了的話，下面要研究鋰硫電池、鋰空電池也就失去機(jī)會(huì)了”。

固態(tài)電池具有兼顧安全性和高能量密度的核心優(yōu)勢(shì)。液體電解質(zhì)電池能量密度最高可至300瓦時(shí)每公斤，可滿足國(guó)家在《促進(jìn)動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方法》提出的目標(biāo)，但是超過(guò)500瓦時(shí)每公斤被認(rèn)為是不可能的。固態(tài)電池的安全性表現(xiàn)在可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無(wú)電解液走漏、不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等。

有關(guān)我國(guó)的全固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展，我國(guó)科學(xué)院物理研究所李泓研究員在近期的一篇報(bào)告中進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。

以下是報(bào)告原文：

在液態(tài)電解質(zhì)中，金屬鋰負(fù)極面對(duì)的自發(fā)化學(xué)副反應(yīng)、鋰枝晶生長(zhǎng)、不穩(wěn)定的界面膜、體積變化較大等問(wèn)題，依然難以同時(shí)解決。較多的研究團(tuán)隊(duì)提出采用固體電解質(zhì)全部或部分替代液態(tài)電解質(zhì)，來(lái)解決使用或含有金屬鋰負(fù)極的電池面對(duì)的重要技術(shù)挑戰(zhàn)。

日本NEDO早在2008年就制定了研發(fā)計(jì)劃，計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，包括固態(tài)金屬鋰、固態(tài)鋰硫和固態(tài)鋰空氣電池。固態(tài)電池從電解質(zhì)形態(tài)上分成三類，一個(gè)是純聚合物，比如聚環(huán)氧乙烷；一個(gè)是無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的氧化物或者硫化物；第三個(gè)是把聚合物和無(wú)機(jī)物復(fù)合在一起。這三種固體電解質(zhì)最難解決的問(wèn)題在于：在鋰離子電池或者是將來(lái)的金屬鋰離子電池中，正極反復(fù)體積膨脹收縮后，與固體電解質(zhì)相的接觸會(huì)逐漸變差。有關(guān)固態(tài)電池來(lái)說(shuō)，就是在循環(huán)過(guò)程中如何一直保持較低的電子和離子阻抗。假如沒(méi)有更好的辦法，這三類電解質(zhì)中也可以添加少量液體來(lái)解決循環(huán)過(guò)程中電接觸惡化的問(wèn)題，這一類電解質(zhì)可以稱為混合固液電解質(zhì)，也就是說(shuō)電芯中同時(shí)含有固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)。

在固體電解質(zhì)材料方面，國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多類，重要包括氧化物、硫化物、氫化物、鹵素、磷酸鹽薄膜和聚合物。現(xiàn)在主流的電解質(zhì)材料有三種：

首先是氧化物固體電解質(zhì)，采用無(wú)機(jī)陶瓷電解質(zhì)來(lái)替代液體電解質(zhì)，重要是解決正極側(cè)的填充接觸問(wèn)題，可能要非常復(fù)雜的表面包覆技術(shù)。

有關(guān)硫化物電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率非常高，也要解決正極側(cè)電阻變大的問(wèn)題，同時(shí)解決制備、儲(chǔ)存、服役過(guò)程中化學(xué)穩(wěn)定性差和出現(xiàn)硫化氫的問(wèn)題。

有關(guān)薄膜電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率雖然很低，但是通過(guò)薄膜化降低面電阻，也可以制備使用器件。但是做成大面積疊層的大容量電池還是很有挑戰(zhàn)。

目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的大容量固態(tài)電池重要還是聚合物固態(tài)電池，就是聚環(huán)氧乙烷基固態(tài)電解質(zhì)，加拿大魁北克水電研究所報(bào)道的數(shù)據(jù)顯示，可以使用46微米厚的金屬鋰，30微米厚聚合物電解質(zhì)以及30微米厚的磷酸鐵鋰正極，1/3C下循環(huán)1000多次，工作溫度在60到85度，電池包要有加熱保溫功能。

我國(guó)科學(xué)院在2013年十一月布局了一個(gè)戰(zhàn)略先導(dǎo)項(xiàng)目，希望能基于納米技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)一些能夠?qū)嶋H應(yīng)用的先進(jìn)材料和電池技術(shù)，目標(biāo)是300Wh/kg，明年六月份所有的材料要進(jìn)入到量產(chǎn)的階段。

在固態(tài)電池開(kāi)發(fā)方面，5個(gè)團(tuán)隊(duì)取得了進(jìn)展。化學(xué)所的郭玉國(guó)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了聚(醚-丙烯酸酯)的聚合物固體電解質(zhì)，耐受氧化電壓是4.5伏。