隨著新能源車爭霸戰(zhàn)越演越烈，世界車廠一家家出聲宣示耕耘新能源車的決心，而固態(tài)電池作為最接近現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)新儲能技術(shù)，技術(shù)研發(fā)競賽也進(jìn)入白熱化，車廠自主研發(fā)、與電池廠合作研發(fā)或直接收購新創(chuàng)電池公司的消息時(shí)有耳聞，對于日趨緊張的態(tài)勢，日本專業(yè)科技信息網(wǎng)─日經(jīng)技術(shù)在線做了一番整理。

固態(tài)鋰電池的優(yōu)勢在哪？

固態(tài)電池的優(yōu)勢主要衍生于其材料的穩(wěn)定性，日經(jīng)將固態(tài)電池優(yōu)勢歸納為七點(diǎn)：

一、提高安全性：完全去除電解液漏液、揮發(fā)或起火爆炸的危險(xiǎn)

二、快速充電：鋰電池共同發(fā)明人John Goodenough教授指出，液態(tài)鋰電池于過度快充時(shí)會產(chǎn)生「枝晶」，引發(fā)電池短路而起火爆炸的危險(xiǎn)。理論上固態(tài)鋰電池則可避免此危險(xiǎn)發(fā)生。

三、開啟能量密度提升的大門：基于本質(zhì)上的安全性，固態(tài)電池可采用高能量密度材料(如鋰金屬/硅負(fù)極)

四、自放電大幅降低

五、電池設(shè)計(jì)自由度增加，可能實(shí)現(xiàn)多層化：除去電解液的固態(tài)電池猶如積木，可達(dá)成電池芯內(nèi)部堆棧(串/并聯(lián))，直接提升電量或電壓，如輝能科技的BLCB、美國Polymer Innovations的Multilayer battery

六、柔性化的前景：超薄型的固態(tài)電池能夠多次彎曲，適用穿戴或醫(yī)療用途，如南韓KAIST發(fā)表的超薄可彎電池及輝能科技的可彎鋰陶瓷電池。

七、可于封裝基材上結(jié)合材料與零件：固態(tài)電池的封裝不受限制，例如輝能科技以軟性電路板作為封裝基材，發(fā)表了可直接結(jié)合鍵盤、天線等電子組件于電池封裝上的多功能電池，和天線電池，做出前所未有的設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

固態(tài)電池已經(jīng)能取代液態(tài)電池了嗎?

日經(jīng)指出，其實(shí)業(yè)界對于固態(tài)電解質(zhì)的研究已有20年以上歷史，但如何克服除去電解液后鋰離子的傳導(dǎo)問題一直是世界難題，約至2011年各界才相繼傳出突破的消息，不過最初固態(tài)電池內(nèi)的鋰離子就像佝僂攜杖的老人家，仍因高界面阻抗而無法高速傳導(dǎo)，難以取代傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，因此如何提升導(dǎo)通性成為已研發(fā)出固態(tài)電池的電池廠研究的方向。

目前，已有部分廠商找到提升導(dǎo)通性的方法：法國Bolloré集團(tuán)透過將電動車電池加熱至60°C以上來維持固態(tài)電池內(nèi)的導(dǎo)電能力，于英國少量投放城市租賃車;輝能Prologium則透過電芯內(nèi)部獨(dú)家導(dǎo)通技術(shù)CeramionTM來降低內(nèi)阻，其于2017發(fā)表的內(nèi)阻值已低于目前市場主流的18650鋰離子電池并實(shí)現(xiàn)5C快充。導(dǎo)電性在現(xiàn)今固態(tài)電池的電性水平已足以完全取代液態(tài)鋰電池。

市場現(xiàn)況為何?

日經(jīng)亦繪制了全球固態(tài)鋰電池技術(shù)分布圖，圖中以圓圈大小示意公司規(guī)模、以箭頭指出公司間投資/合作研發(fā)的關(guān)系，首先可以看出固態(tài)電池生產(chǎn)者除了日韓松下、東芝及三星等超大型企業(yè)外多為小規(guī)模企業(yè)，如此規(guī)模落差主因固態(tài)電池難以量產(chǎn)，在生產(chǎn)技術(shù)上與一般液態(tài)電池完全不同，不論是生產(chǎn)工藝制程、或是生產(chǎn)線的周遭環(huán)境都需要大量的資本投入和嚴(yán)格參數(shù)控制，所以對后進(jìn)的新創(chuàng)公司而言，要從實(shí)驗(yàn)室走到量產(chǎn)線的路很長很遠(yuǎn)很昂貴，因此以固態(tài)電池起家的廠商中除輝能Prologium已開始量產(chǎn)外，其余廠家(主要位于北美)皆停留于樣品或?qū)嶒?yàn)階段，尚未擴(kuò)大公司規(guī)模。

此外，歐美地區(qū)固態(tài)電池的擁戴者主要為電動車廠，以合資或收購方式與先進(jìn)電池公司進(jìn)行策略的捆綁，為固態(tài)電池的發(fā)展提供強(qiáng)大動能。依據(jù)車廠釋出的消息，我們可以期待2020年至2025年間即能見到商品化的固態(tài)電池電動車，如此一來，駕駛們能真正擺脫里程焦慮及電池危險(xiǎn)性的日子不遠(yuǎn)了。

下表歸納圖中介紹之全球主要車用固態(tài)電池研發(fā)者的動向：

( 以上圖片轉(zhuǎn)載自日經(jīng)技術(shù)在線 )