9月11日，德國《汽車周刊》報道，大眾公布大規(guī)模電動車發(fā)展計劃《RoadmapE》，到2030年大眾全部車型都將有電動版，投資500億歐到電動車電池，200億歐到電動車。

整車企業(yè)投資電池已經(jīng)不新鮮，而大眾CEO穆倫還表示，他們已經(jīng)在計劃下一代電動車電池，里程超過1000公里的固態(tài)電池，并將在2025年量產(chǎn)。

就在今年7月份，豐田在固態(tài)電池專利上取得了新的進(jìn)展，同時宣布要在2022年推出搭載全固態(tài)電池的全新電動汽車。我國的動力電池龍頭企業(yè)寧德時代也已做出表率，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，“這是我國鋰電池惟一的機(jī)遇，如果這個機(jī)遇錯過了的話，下面要研究鋰硫電池、鋰空電池也就失去機(jī)會了”。

固態(tài)電池具有兼顧安全性和高能量密度的核心優(yōu)勢。液體電解質(zhì)電池能量密度最高可至300瓦時每公斤，可滿足國家在《促進(jìn)動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》提出的目標(biāo)，但是超過500瓦時每公斤被認(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、無電解液走漏、不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等。

關(guān)于我國的全固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展，中國科學(xué)院物理研究所李泓研究員在近期的一篇報告中進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

以下是報告原文：

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

日本NEDO早在2008年就制定了研發(fā)計劃，計劃在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，一個是純聚合物，比如聚環(huán)氧乙烷；一個是無機(jī)固體電解質(zhì)的氧化物或者硫化物；第三個是把聚合物和無機(jī)物復(fù)合在一起。這三種固體電解質(zhì)最難解決的問題在于：在鋰離子電池或者是將來的金屬鋰電池中，正極反復(fù)體積膨脹收縮后，與固體電解質(zhì)相的接觸會逐漸變差。對于固態(tài)電池來說，就是在循環(huán)過程中如何一直保持較低的電子和離子阻抗。如果沒有更好的辦法，這三類電解質(zhì)中也可以添加少量液體來解決循環(huán)過程中電接觸惡化的問題，這一類電解質(zhì)可以稱為混合固液電解質(zhì)，也就是說電芯中同時含有固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)。

在固體電解質(zhì)材料方面，國際上已經(jīng)開發(fā)了很多類，主要包括氧化物、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)，采用無機(jī)陶瓷電解質(zhì)來替代液體電解質(zhì)，主要是解決正極側(cè)的填充接觸問題，可能需要非常復(fù)雜的表面包覆技術(shù)。

對于硫化物電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率非常高，也需要解決正極側(cè)電阻變大的問題，同時解決制備、儲存、服役過程中化學(xué)穩(wěn)定性差和產(chǎn)生硫化氫的問題。

對于薄膜電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率雖然很低，但是通過薄膜化降低面電阻，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)電池主要還是聚合物固態(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，電池包需要有加熱保溫功能。

中國科學(xué)院在2013年11月布局了一個戰(zhàn)略先導(dǎo)項目，希望能基于納米技術(shù)，研究開發(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6月份所有的材料要進(jìn)入到量產(chǎn)的階段。

在固態(tài)電池開發(fā)方面，5個團(tuán)隊取得了進(jìn)展。化學(xué)所的郭玉國團(tuán)隊開發(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。