近日，據報道日本大型電池企業Maxell開發出了圓柱形全固態電池，其容量達到200毫安時，是傳統的陶瓷封裝型（方形）容量的25倍。新電池具有耐熱性強、壽命長的特點，而且抗沖擊性好，被認為可以當作主電源使用。據說，Maxell的全固態電池已被尼康的工業機械用傳感器采用等，訂單正在增加。

1月3日美國固態電池QuantumScape公司表示，其固態電池通過了德國大眾公司的50萬公里耐久性測試。測試數據還顯示，配備 QuantumScape電池的電動汽車，WLTP 續航里程為 500-600公里，在電池的全生命周期內，可以行駛超過50萬公里，不會有任何續航能力衰退。

盡管從歐洲到日本，都在加速開發全固態電池, 但鑒于技術難題和高昂成本，未來一兩年內半固態電池或將成為電池技術創新和應用的重要發展方向。

首先，我們來了解下半固態電池和全固態電池的區別是什么。

半固態電池：相比液態電池，半固態電池減少電解液的用量，增加聚合物+氧化物復合電解質，其中聚合物以框架網絡形式填充，氧化物主要以隔膜涂覆+正負極包覆形式添加，此外負極從石墨體系升級到預鋰化的硅基負極/鋰金屬負極，正極從高鎳升級到了高鎳高電壓/富鋰錳基等，隔膜仍保留并涂覆固態電解質涂層，鋰鹽從LiPF6升級為LiTFSI，封裝方式主要采用卷繞/疊片+方形/軟包的方式，能量密度可達350Wh/kg以上。

全固態電池：相比液態電池，全固態電池取消原有電解液，選用聚合物/氧化物/硫化物體系作為固態電解質，以薄膜的形式分割正負極，從而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限較低，氧化物目前進展較快，硫化物未來潛力最大，負極從石墨體系升級到預鋰化的硅基負極/鋰金屬負極，正極從高鎳升級到了超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等，封裝方式采用疊片+軟包的方式，能量密度可達500Wh/kg。

固態電池界面為固-固接觸，離子電導率低、界面穩定性差，存在循環、快充等問題，制約其商業化進程。

材料端離子電導率低：固態電池中，電極與電解質之間的界面接觸由固-液接觸變為固-固接觸，由于固相無潤濕性，因此接觸面積小，形成更高的界面電阻。同時固體電解質中有大量的晶界存在，且晶界電阻往往高于材料本體電阻，不利于鋰離子在正負極之間傳輸，從而影響快充性能和循環壽命。

循環壽命差：固-固接觸為剛性接觸，對電極材料體積變化更為敏感，循環過程中容易造成電極顆粒之間以及電極顆粒與電解質接觸變差，造成應力堆積，導致電化學性能衰減，甚至導致裂縫的出現，造成容量迅速衰減，導致循環壽命差的問題。

全固態電池界面接觸問題較為嚴重，工藝尚不成熟，生產成本高昂。固態電解質缺乏流動性，導致固-固接觸面積小，阻抗增大等問題出現，整體電導率較低，制約固態電池產業化應用。

固態電解質是實現高安全性、能量密度、循環壽命性能的關鍵。根據電解質的種類，可分為氧化物、硫化物、聚合物三種路線。聚合物體系率先在歐洲商業化，優點為易于加工、生產工藝兼容、界面相容性好、機械性能好，缺點為常溫離子電導率低、電化學窗口略窄、熱穩定性和能量密度提升有限，因此制約了其大規模應用；氧化物綜合性能最好，優點為電化學窗口寬、熱穩定性好、機械強度高，缺點為難以加工、界面相容性差、電導率一般。整體看，氧化物體系制備難度適中，較多人和國內企業選取此路線，預計采用與聚合物復合的方式，在半固態電池中率先規模化裝車；硫化物發展潛力最大，優點為電導率高、兼具強度與加工性能、界面相容性好，缺點為與正極材料兼容度差、對鋰金屬穩定性差、對氧氣和水分敏感、存在潛在污染問題、生產工藝要求高。硫化物目前處于研發階段，但后續發展潛力最大，工藝突破后，可能成為未來主流路線。

根據目前來看，固態電池市場上早已有之，但不是應用于汽車動力。如果應用于汽車動力市場的車規級固態電池得到量產，那無疑將開創一個新時代。

海外市場似乎挺樂觀，并發力直接開發車規級全固態電池；國內市場則更穩健與實在些，目前半固態電池已量產并應用，下一步就是全固態電池的推出了。

近兩年，不少人認為，2030年才能到達固態電池時代。然而，綜合目前趨勢來看，固態電池時代或將更快到來，各大電池廠商需要早作準備！