动力电池作为新能源电动汽车的“心脏”，直接影响着车辆的续航里程、快充速度以及相关安全性。在迎接电动汽车时代，固态电池因其能量密度更高、安全性更好、体积更小、续航更强，有望成为解锁动力电池安全的金钥匙。
首先，什么是固态电池？
固态电池与液态电池最核心的差异在于用固态电解质替换了隔膜与电解液，从而为正负极的提供了更多的选择。每当我们说到纯电汽车的痛点的时候，总是离不开续航短、易燃易爆 炸、充电慢（虽然现在快充已经很快了相比加油还是慢）、既怕冷又怕热、开时间长了续航越来越短，问题核心还是在于电池内部化学体系。拆开电池，里面液体状的物质就是电解液，起着为锂离子提供导通通道的作用，而对于电解液，电池的要求是既要高离子电导率，又要高低温稳定性，还要长寿命，更要便宜等等一大堆要求。的确是很难找到这样一种完美无缺的材料满足各项需求，除非从构架上把液态电池升级到固态电池，将电池内的易燃不稳定物质替换掉，才能从根本上解决这些问题。
固态电池相比于液态电池有哪些好处？
第一，更高的能量密度。能量密度一直是电池性能追求中最重要的点之一，因为他代表了整车更低的成本，更长的续航。传统的液态锂离子电池做到300Wh/Kg已经很极限了，而固态电池可以轻松将上限提升到400Wh/kg甚至更高，整车可以更加轻量化，单车带电量可以更少，能量使用效率更高。
第二，更加安全。液态电池枝晶在电解液内生长，有时候会穿透隔膜，导致液体泄露，从而引发电路短路，最后电池高温自燃。固态电池内部不含可燃烧的有机物，所以即使发生了内短路也不会像液态电池一样起火，从根本上解决了电池的安全问题，有助于电池和整车设计进一步简化。
第三，材料体系选择更广，寿命更长。传统锂离子电池受制于液态电池体系副反应，在材料选择有较多限制，包括由于电解液耐压性能限制电压平台以及电压使用范围，正极金属离子溶出现象，高能量密度金属负极与电解液反应等。而固态电池由于使用固态电解质，副反应较少，故在正负极的选择上范围更广，寿命更长。
各国布局固态电池赛道环境下， 我国占一席之地
1.各国政策布局固态电池赛道持续升温
传统液态锂离子电池（ 磷酸铁锂 / 三元锂离子动力电池）能量密度已接近“天花板”，并且从新能源汽车安全角度考量，也亟需开发新一代更具安全保障的电池技术。固态锂电池由于兼具更大的能量密度提升空间和更高的安全性脱颖而出，因此各国纷纷对固态电池进行战略布局。
日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO） 于 2018 年宣布其部分企业及学术机构将在 5 年内联合研发下一代电动车全固态锂电池。美国政府共向通用汽车投入 910 万美元，其中 200 万美元明确表示与固态电池的研发有关。我国也加紧部署固态电池规划，2015 年国务院明确提出了对单体动力电池比能量的战略布局：2025 年，电池能量密度达到400Wh/kg；2030 年， 电池能量密度达到500Wh/kg。2020 年国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划（2021 ～ 2035 年）》也明确要求，加快固态动力电池技术研发和产业化。
2.国外下游车企带动固态电池企业加紧产业化
以丰田、大众、通用、现代为首的车企都在主导加紧固态电池的研发与产业化布局，三星 SDI、SKI、LG 化学、麻省固能（SES）、QuantumScape、Solid Power 等电池企业也在固态电池领域不断取得新突破， 下游车企纷纷在各国内或跨国向固态电池企业投资并合作，均计划于 2025-2030 年间实现固态电池的量产。
其中， 美国以 SES、Solid Power、QuantumScape 三家电池公司为首， 在固态电池技术上不断取得突破， 并与各国车企纷纷开展合作， 如德国大众集团正在与 QuantumScape 密切合作，2018- 2020 年共投资 3 亿美元组建合资公司，
推进固态电池开发进度并于 2020 年 11月以 33 亿美元估值在纽交所正式上市， 成为“固态电池全球第一股”。日本也集合汽车、电池、材料企业与各大学术机构投入到固态电池研发之中， 总计投入 100 亿日元。
3.我国电池企业与车企也均进行前瞻布局
近年来，我国围绕固态电池产业迅速开展研发布局。以辉能科技、清陶能源、赣锋锂业、北京卫蓝为代表的动力电池企业走在固态电池研发前列。
其中，辉能科技在固态电池方面发展较快， 已成功制造锂金属固态电池的原型电池，并且其大陆区总部及全球产业基地项目于 2020 年签约落户杭州临安区， 总投资 380 亿元， 项目包括建设2GWh、5GWh 固态锂陶瓷电池芯产业化项目。此外，清陶固态于 2020 年 8 月规划建设生产 10GWh 固态动力电池生产基地。赣锋锂业第一代 2GWh 的固态电池中试线已顺利投产。
北汽集团、比亚迪等传统车企，以及蔚来、天际等造车新势力，均在固态电池领域有所布局。其中，蔚来汽车于2021 年 1 月发布首款 150kWh 固态电池， 搭载该电池的蔚来 eT7 轿车续航里程将超过 1000 公里。
有厂商今年开启试产，本土材料商已提前布局
据外媒报道，宝马集团正准备自产全固态电池，将于德国慕尼黑总部附近的帕斯多夫建立试产线，据悉宝马已在该制造中心投资超过1.7亿欧元。
根据宝马此前的计划，公司将在2025年前推出应用固态电池的原型车，并在2030年前将该技术应用于量产车型。
不过，彼时宝马选择了委外研发生产的方式，携手福特等合作伙伴，向初创公司Solid Power投资1.3亿美元。
消息人士还透露，宝马自产固态电池项目的潜在合作伙伴除了三星SDI，也包括多家韩国材料及设备供应商，包括CIS、Hana科技、EcoPro BM等。
其中，三星SDI目前也在运营名为“S line”的固态电池试运行线。
综合国内外产业端的消息，固态电池最早在今年开启试产，量产时间最早在4年后。中科院院士、清华大学教授、汽车安全与节能国家重点实验室主任欧阳明高此前便预计，全固态电池要实现产业化、并对市场格局产生重要影响，仍需十年左右。
上文提及的Solid Power已建立一条试验性生产线，向汽车制造商提供验证样品，同时正寻找制造合作伙伴，以便最早在2026年开始量产。
日系车企中，丰田、日产和本田统一在2024年建设试产线，为量产做准备，且均将批量生产时间设在2030年前。5月，日厂汽车首次披露了试制新一代全固态电池的设备，计划2028年度启动全固态电池的量产。
据韩国的电池产业路线图，全固态电池的商业化时间为2027年。三星SDI计划在2023年前制造出固态电池的原型，并在2025年开始投资，预计将于2027年开始固态电池的商业化生产，并将其作为高级产品提供给客户。LG能源的目标是到2026年实现聚合物基全固态电池的商业化。
固态电池的产业化仍有很长的路要走，值得注意的是，每一次电池技术路线的更迭，都会带来原材料环节的更新。
固态电池与传统锂离子电池不同在于固态电池以固态电解质替代了传统锂离子电池的电解液、电解质盐、隔膜，同时，其适配高能量密度体系材料，届时将带动对高镍正极，硅碳负极，锂金属负极等材料的需求。
