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在我國動力鋰離子電池產業快速發展、全球汽車電動化趨勢日益明顯的形勢下，全球固態電池公司如雨后春筍紛紛涌現，日本、美國、德國等國家科研機構和眾多企業加快了全固態鋰電池的研發投入，多家世界著名汽車企業2017年相繼宣布，2020~2025年全固態鋰電池將量產上車。 全固態電池專利情況 1990年至今固態電池領域已經公開的專利數目達到1926件，其中全固態電池領域專利數目達到871件，占比約45%。下圖是固態電池及全固態電池專利數目對比 從數量上來看，固態電池領域專利數目由2007年26件增長至2017年273件，增長超過10倍，同時全固態電池專利數目占比由零提升至近一半，尤其是近三年來，固態電池專利數每年都開始超過200件，說明固態電池尤其是全固態電池的研發越來越受到各方面的重視。 從地域上看，日本目前擁有固態電池專利916件，占比接近一半，領先優勢較大。其次美國和中國分別擁有398件、362件，身位接近。韓國擁有100件位居第四。全固態電池方面，日本擁有專利657件，占比75%，領先優勢更加明顯。中國、韓國分別擁有專利128件、37件;美國在全固態電池領域稍弱，僅擁有29件專利。其中日本和韓國的全固態電池專利的持有主體情況是以產業界為主導，而中國仍以科研機構與高校為主導。 國內外全固態電池產業化進展 日本 豐田計劃在2020年代前半階段實現全固態電池的商業化應用。其基礎的核心技術是實現了降低全固態電池的電芯內阻的技術。豐田通過這項基礎技術，將全固態電池的體積功率密度提高到約2.5kW/L。與此同時，體積能量密度成功地提高到了高達約400wh/L，相當于2010年左右的鋰離子電池(LIB)大約2倍的水平。雖然這一性能水平目前還無法達到時下最先進的LIB電池同等水平，但是，根據豐田動力電池生產技術開發部總監巖瀨先生的說法，現階段豐田正在以超越LIB為提前的商業化量產為目標持續推進開發，該公司首先將利用上述降低內阻技術為基礎，在2020年前半階段內實現一定數量范圍內的全固態電池實際應用，之后將建立大規模生產技術的目標。 豐田實現商業化應用的全固態電池基礎技術及對應效果 此外，豐田、本田、日產、松下等23家汽車、電池和材料企業，以及京都大學、日本理化學研究所等15家學術機構將共同參與研究，計劃到2022年全面掌握全固態電池相關技術。 韓國 為大幅降低動力電池起火風險，三星SDI提出了“全固態電池技術發展藍圖”。全固態電池因其電解質是固體，能夠完全分離正極和負極，具有極高的安全性，將可大幅降低電池起火的可能性。同時，全固態電池一次充電行駛里程可能達700公里以上。三星SDI總經理全永鉉(音譯)表示：“為了在未來電動汽車市場占有領先優勢，我們將通過開發基于尖端技術的差異化產品來引領電動汽車的普及化，力爭擁有技術競爭主導權。” 德國 2018年11月，德國總理默克爾將計劃撥發10億歐元用于支持德國的一家電池生產商，同時也將資助一家電池研發機構，用于開發下一代的固態電池。其中，大眾和寶馬公司也在大力發展固體電池，可能從2024或2025年開始批量生產。 美國 美國主攻基于聚合物和氧化物固態電解質的全固態鋰電池的研發路線，美國先進電池聯合會(USABC)提出在2020年將電芯能量密度提高至350Wh/kg。一些初創的電池企業如Sakit3、SEEO、QuantumScape和SolidPower等紛紛宣布在高能量密度全固態鋰電池研發方面取得重大進展。 中國 當升科技，正在持續關注固態鋰電前沿技術信息，并已開展前瞻性開發工作，預計2025年以后固態鋰電可逐步實現產業化。 寧德時代，在聚合物固態鋰金屬電池和硫化物基固態電池方向分別開展了相關的研發工作并取得了初步進展，其在固態電池上的思路是對正極材料做了保護，提高兼容的問題。 比亞迪，曾于2017年8月申請了一種全固態鋰離子電池正極復合材料及固態鋰離子電池發明專利，并在2018年1月表示正在積極推進固態電池項目商用。 國軒高科，2018年3月對外表示，半固態電池技術已處于實驗室向中試轉換階段。 贛鋒鋰業，2018年3月表示，正在對固態電池進行廣泛試驗工作，擬在2018年12月建成第一代固態鋰電池生產線，在2019年12月完成3億元固態鋰電池銷售，并推動第二代固態鋰電池技術成熟化，實現第三代固態鋰電池可研。 全固態電池有望成為下一代動力電池的理想解決方案，各國之間的競爭也將更加激烈。但是具體到固態電解質的電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面，全固態電池仍然有一段路要走，實現產業化之后面臨的工藝問題也不容小覷。 |
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