2024年1月，大眾汽車的電池子公司PowerCo宣布，其合作伙伴QuantumScape已成功通過其首批固態電池的耐久性測試，實現超過1000次的充放電循環，同時保持超過95%的容量。此前，2023年9月，美國固態電池上市公司Solid Power宣布，其首批A-1固態電池樣品已正式交付給寶馬進行汽車驗證測試，寶馬計劃到2025年推出基于Solid Power固態電池技術的首款原型車。
隨著下一代汽車電池技術 —— 固態電池技術的進步和突破，傳統液態電池的地位正受到挑戰。
固態電池為何備受矚目？
因為技術路線不同，汽車電池技術劃分為磷酸鐵鋰和三元鋰兩大陣營。在性能、安全、成本這三大因素的綜合作用下，磷酸鐵鋰和三元電池的市占率此消彼長。不變的是，為贏得市場競爭優勢，車企都追求長續駛里程吸引消費者，通過優化電池包物理結構以及多“堆”電池，實現增加車輛續駛里程，CTP技術、滑板底盤等應運而生。
根據《節能與新能源汽車技術路線圖》，2025年動力電池的能量密度目標為400Wh/kg，2030年目標為500Wh/kg。想達到2030年的目標，現有液態鋰電池技術路線恐難擔大任，光是350Wh/kg的能量密度天花板就很難打破，但是固態電池能量密度能輕松超越350Wh/kg。
傳統液態鋰電池主要由正極、負極、電解液和隔膜四大關鍵要素組成，鋰離子從正極到負極再到正極的來回移動過程中，電池的充放電過程便完成了。而固態電池則是一種使用固態電極和固態電解質的電池，充電時正極中的鋰離子從活性物質中脫嵌，通過固態電解質向負極遷移。
固態電池與液態鋰離子電池的區別
在傳統液態鋰電池的充放電過程中，電極表面很容易發生副反應。例如，陽極電極表面形成的鋰枝晶很容易穿透隔膜，造成陰極和陽極電極之間短路，導致電池起火。另外，電解液為有機液體，在高溫下發生副反應、氧化分解、產生氣體、發生燃燒的傾向都會加劇。新能源汽車市場容量快速擴大，液態電池在安全性方面面臨著巨大挑戰，動力電池對于高能量密度與高安全性的迫切需求推動著固態電池的發展。與液態鋰電池相比，固態電池具備高安全性、高能量密度、體積小、耐低溫等優勢。
· 安全性高：由于固態電池的電解質固態化，不含易燃易爆、易揮發等成分，可徹底消除電池因漏液引發的電池冒煙、起火等，以及在充放電過程中生成鋰枝晶造成的安全隱患，被稱為最安全電池體系。
· 能量密度高：固態電池能使用能量密度更高的活性材料，例如，基于金屬鋰陽極的固態電池的能量密度可超過500Wh/kg，而液態鋰電池的理論能量密度極限為350Wh/kg。目前，傳統的液態鋰電池已接近其理論能量密度極限，進一步改進的空間很小。
· 體積?。簜鹘y鋰離子電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來占據了電池中近40%的體積和25%的質量。而如果把它們用固態電解質取代（主要有有機和無機陶瓷材料兩個體系），正負極之間的距離（傳統上由隔膜電解液填充，現在由固態電解質填充）可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米，這樣電池的厚度就能大大地降低 —— 因此全固態電池技術是電池小型化，薄膜化的必經之路。
· 溫度范圍更廣，循環使用壽命更長：固態電解質的穩定性可以減緩電池中的失活和退化過程，不僅可以延長電池的使用壽命，還能阻止金屬鋰的電極枝晶生長，減少電極的體積膨脹和損壞，提高電池的循環穩定性。
另外值得補充說明的是，液態鋰電池往往需要先將單體電芯封裝完成后先并聯再串聯，若想省流程直接串聯，則會導致正負極短路。而固態電池由于內部不含液體，不存在短路的問題，可直接串聯組裝。還有對于固態電池，因為其高安全性，可簡化甚至不需要冷卻系統，所以固態電池的實際量產過程中，其成組成本會更低，整個生產流程更簡單。
固態電池階段發展之路
固態電解質是固態電池的核心部件，在很大程度上決定了固態電池的各項性能參數，如功率密度、循環穩定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。固態電池按照其電解質的不同分為聚合物、氧化物和硫化物三種路線。
