1月2日，據(jù)日媒報道，日本大型電池企業(yè)麥克賽爾（Maxell）開發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，其容量達到200毫安時，是傳統(tǒng)的陶瓷封裝型（方形）容量的25倍。據(jù)報道，這款新型電池具有耐熱性強，壽命長的特點，樣品最早于2024年1月出貨。

2023年12月17日，蔚藍CEO實測搭載150KWh的電池包的蔚來ET7，實測全程續(xù)航1044公里，其中智能駕駛里程為957公里，全程綜合百公里電耗為13.2度，在實測續(xù)航達1000公里時，剩余電量百分比為7%。這是半固態(tài)電池車型首次公開直播實測。

對比比亞迪海豹2023款純電版，蔚來ET7的全程續(xù)航里程明顯超越。前者搭載61.4kwh的磷酸鐵鋰刀片電池，可以實現(xiàn)550公里的續(xù)航，而后者搭載150KWh的半固態(tài)電池包，可以實現(xiàn)1044公里續(xù)航。

全固態(tài)電池技術(shù)的核心優(yōu)勢和技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？全固態(tài)電池方向演進為何會成為眾多電池企業(yè)創(chuàng)新方向選擇？為何全固體電池會獲得眾多汽車企業(yè)的青睞？本文為你詳細解析。

從鋰離子電池向全固態(tài)電池演進，固體電解質(zhì)破解是難點

作為新能源汽車的核心部件，動力電池的續(xù)航和安全問題至關(guān)重要。中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高最近表示，高比能、高安全性是動力電池的未來發(fā)展方向。他表示，電池技術(shù)的創(chuàng)新周期約為30年，這一代鋰離子電池在動力方面應(yīng)用是在2000年左右，我們預(yù)計2030年會有一次全方位的革新。

在電動汽車領(lǐng)域，全固態(tài)電池是將鋰離子電池電解質(zhì)替換成固體。作為新一代電池的主力，全固態(tài)電池因為可以將電動汽車的續(xù)航里程大幅度提升，而備受業(yè)界關(guān)注。與現(xiàn)有鋰離子電池相比，全固態(tài)電池的特點是充電時間短，但行駛距離長。

在鋰離子電池中，鋰離子經(jīng)由液體電解質(zhì)從負極移動到正極，由此產(chǎn)生電流。全固態(tài)電池原理與之相同。然而，當(dāng)電解質(zhì)全部為固體時，離子就很難通過粒子與粒子之間的邊界部位，這是一個顯而易見的挑戰(zhàn)。

據(jù)悉，固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池中的關(guān)鍵部件，其技術(shù)路線可以分為聚合物、氧化物、有機-無機復(fù)合、硫化物等。進入21世紀(jì)，業(yè)界發(fā)現(xiàn)了出色的化合物，為全固態(tài)電池應(yīng)用于電動汽車的研發(fā)開辟了道路。此外，業(yè)界還開發(fā)出可以減小邊界部位阻力的技術(shù)，使得離子可以快速穿過電解液。日本企業(yè)麥克賽爾（Maxell）開發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，可以視作是一種突破。

對于全固態(tài)電池來說，提高密封性尤其關(guān)鍵，原來的方形產(chǎn)品采用陶瓷容器，但是這樣導(dǎo)致的電池體積難以大型化，陶瓷制成的方形產(chǎn)品無法滿足對于容量的需求，在這樣的背景下，這家日本公司推進了圓柱形電池的開發(fā)。另外，這家公司開發(fā)出與傳統(tǒng)產(chǎn)品密封度相當(dāng)?shù)牟讳P鋼容器，還調(diào)整了電極結(jié)構(gòu)，以便實現(xiàn)高密度填充。通過在側(cè)面加入凹陷等創(chuàng)新，使圓柱形產(chǎn)品更能抵抗沖擊。

麥克賽爾（Maxell）開發(fā)的“PSB23280”型號產(chǎn)品，直徑約23毫米、高約27毫米，可根據(jù)企業(yè)客戶的要求調(diào)整尺寸及輸出功率。據(jù)麥克賽爾新業(yè)務(wù)部相關(guān)負責(zé)人稱，由于環(huán)境惡劣放棄使用電池的客戶開始關(guān)注使用全固態(tài)電池的可能性。

押注全固態(tài)電池量產(chǎn)車，歐日展開競爭，中國車企也有時間表

中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼表示：“我們要加大下一代動力電池研發(fā)的力度，重視新材料和以全固態(tài)電池為代表的新體系電池的基礎(chǔ)研究與技術(shù)研發(fā)。全球已經(jīng)有無數(shù)人投入到全固態(tài)電池技術(shù)的創(chuàng)新運動中。我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂級刊物上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在呈現(xiàn)指數(shù)級的增長，可以說技術(shù)是在商業(yè)化的前夜?！?br />
據(jù)悉，目前在全球范圍內(nèi)，日本企業(yè)在全固態(tài)電池上面投入最多，擁有固態(tài)電池專利技術(shù)最多的豐田汽車，這家全球汽車巨頭計劃在2025年前實現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)， 在2027～2028年開始銷售全固態(tài)電池EV。目標(biāo)是充電10分鐘以內(nèi)，達到約1200公里的續(xù)航距離，這樣的續(xù)航距離相當(dāng)于傳統(tǒng)型EV的兩倍。另外一家日本車企日產(chǎn)汽車，計劃在2028年度向市場投放全固態(tài)電池EV。

除了日本大型電池企業(yè)麥克賽爾（Maxell）外，2023年11月15日，美國全固態(tài)企業(yè)Solid Power表示，公司已生產(chǎn)出首批固態(tài)電池A樣品，并將交付給寶馬汽車。寶馬汽車希望2025年之前推出第一輛基于Solid Power電池技術(shù)的原型車。

據(jù)悉，Solid Power公司在美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校及美國國防高級研究計劃局的資助下成立，2011年成立后公司先后獲得了美國空軍、美國國家科學(xué)基金會和美國導(dǎo)彈防御局的資金支持。寶馬汽車和Solid Power在2017年便開啟了全固態(tài)電池上的合作。2021年，寶馬、福特等公司對Solid Power投資1.35億美元，并且推動這家公司在當(dāng)年12月的納斯達克上市。

中國汽車企業(yè)也對于全固態(tài)電池持開放歡迎的態(tài)度。近期國內(nèi)汽車領(lǐng)軍企業(yè)之一的廣汽集團在2023年廣州車展上也宣布，2026年將實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載；上汽集團副總裁、總工程師祖似杰表示，其首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)產(chǎn)品將于2025年下線。

寫在最后

剛剛過去的2023年，全球電動汽車市場競爭激烈。據(jù)美國媒體報道，美國電動車特斯拉在第四季度交付了近50萬輛電動汽車，根據(jù)《汽車新聞》與倫敦證券交易所集團分析師合作整理的數(shù)據(jù)，特斯拉2023年全球銷量約為180萬輛。而中國電動汽車大廠比亞迪剛剛發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年，比亞迪銷量達到302萬輛，較2022年增長62%。比亞迪超越特斯拉，成為全球新能源汽車銷量之王。如果在純電動汽車領(lǐng)域，比亞迪2023年銷量達到157萬輛，特斯拉180萬輛還是略占上風(fēng)。

日本汽車大廠，豐田汽車12月27日公布的1~11月全球銷量為1022萬輛，比德國大眾830萬輛多出約190萬輛。今年全球汽車銷量排行榜上豐田仍然是冠軍，但是在電動汽車市場，大眾1~9月的全球銷量增長了45%，達到53萬輛，豐田的純電動汽車的全球銷量雖然增至上年的5倍左右，但仍僅為9萬多輛。

豐田計劃到2026年將純電動汽車的全球銷量提高到150萬輛，到2030年增至350萬輛。通過全固態(tài)電池的推進，豐田汽車希望在新能源汽車市場卷土重來。能否憑借全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)布局，日系車在新能源賽道快速轉(zhuǎn)身，我們將拭目以待。