今天我们来聊聊固态电池，每隔一段时间总会有声音出来说要量产固态电池，颠覆现在的锂离子电池，然而到目前为止，还是没有看到一家企业大批量量产固态电池搭载在汽车上面，反之业内普遍预期固态电池量产在2030年，那么这固态电池到底靠谱么？

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首先，什么是固态电池？

固态电池与液态电池最核心的差异在于用固态电解质替换了隔膜与电解液，从而为正负极的提供了更多的选择。每当我们说到纯电汽车的痛点的时候，总是离不开续航短、易燃易爆炸、充电慢（虽然现在快充已经很快了相比加油还是慢）、既怕冷又怕热、开时间长了续航越来越短，问题核心还是在于电池内部化学体系。拆开电池，里面液体状的物质就是电解液，起着为锂离子提供导通通道的作用，而对于电解液，电池的要求是既要高离子电导率，又要高低温稳定性，还要长寿命，更要便宜等等一大堆要求。的确是很难找到这样一种完美无缺的材料满足各项需求，除非从构架上把液态电池升级到固态电池，将电池内的易燃不稳定物质替换掉，才能从根本上解决这些问题。

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固态电池相比于液态电池有哪些好处？

第一，更高的能量密度。能量密度一直是电池性能追求中最重要的点之一，因为他代表了整车更低的成本，更长的续航。传统的液态锂离子电池做到300Wh/Kg已经很极限了，而固态电池可以轻松将上限提升到400Wh/kg甚至更高，整车可以更加轻量化，单车带电量可以更少，能量使用效率更高。

第二，更加安全。液态电池枝晶在电解液内生长，有时候会穿透隔膜，导致液体泄露，从而引发电路短路，最后电池高温自燃。固态电池内部不含可燃烧的有机物，所以即使发生了内短路也不会像液态电池一样起火，从根本上解决了电池的安全问题，有助于电池和整车设计进一步简化。

第三，材料体系选择更广，寿命更长。传统锂离子电池受制于液态电池体系副反应，在材料选择有较多限制，包括由于电解液耐压性能限制电压平台以及电压使用范围，正极金属离子溶出现象，高能量密度金属负极与电解液反应等。而固态电池由于使用固态电解质，副反应较少，故在正负极的选择上范围更广，寿命更长。

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固态电池有哪些分类呢？

固态电解质的选择目前主要有三个方向，分别是硫化物基、氧化物基和聚合物基电解质。

硫化物基电解质：电导率相对较高，但化学稳定性很差，对湿度很敏感，容易在潮湿环境下产生有毒气体硫化氢。

氧化物基电解质：空气稳定性相对较高，但加工性差，需通过高温烧结陶瓷工艺生产，成本较高，较难实现，为大规模生产增加了难度，特别是超薄固体电解质片的形式。

聚合物基电解质：制造工艺相对简单，但是室温电导率较差，只能提供10-7S/cm电导率，远远低于液态电解质10-3S/cm的常规电导率水平。耐高压性差（只适配磷酸铁锂正极），大大限制了应用聚合物基电解质的电池能量密度。

目前量产的困难：

主要是以下三方面问题：（1）电化学体系:电极与固态电解质之间固-固界面阻抗较大，叠加固态电解质自身离子电导率较电解液有一定的差距，致使固态电池的倍率性能较差，与动力电池领域的性能需求仍有一定的距离。(2）电极材料：固态电解质材料以及适配的高活性正负极材料尚不成熟，尚无稳定完善的供应体系，成本较高;（3）工艺设备：固态电池部分生产工艺不同于液态电池，目前尚无稳定供应固态电池生产线的设备厂商。考虑到生产线的建设和动力电池的开发周期，我们预计固态电池全面量产要等到2030年，短期量产希望渺茫。

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半固态电池或将先于全固态电池量产

虽然短期内全固态电池受制于各种因素难以量产，但是半固态电池或将在25年左右进行量产。蔚来宣布将在ET7上搭载半固态电池，孚能科技已经中试生产出330Wh/Kg的半固态电池配套戴姆勒，国轩宣布360Wh/Kg的高比能半固态电池。虽然进度较快，然而对于大部分半固态电池或混合固态电池而言,固态电解质只是简单的涂抹在隔膜或电极的表面,而电池仍然包含并且依赖液态电解质进行锂离子传输。能量密度有所提升，但是电池核心的安全问题并没有得到完全的解决，同时由于传统的隔膜电解液依然存在，额外的涂抹昂贵的固态电解质会使得成本有所上升。所以我们预测量产后也可能仅仅在部分成本不敏感车型上先行应用。

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