液態電池，采用電解液作為電解質。電池主要由正極材料、負極材料、電解液和隔膜組成。

固態電池，采用固體材料作為電解質。電池主要由正極材料、負極材料、固體電解質組成。

圖源：電子工程專輯網

在目前常用的汽車電池中，目前通常使用液態鋰電池。但液態鋰電池在使用的過程中可能因短路、高溫而發生起火。鋰離子在反復沉積和析出過程中，金屬鋰箔表面的鋰離子未能充分擴散，生長出鋰枝晶，枝晶在電解液內生長，有時候會穿透隔膜，引發漏液，從而引起電路短路，導致電池高溫自燃。

固態鋰電池電芯內不含電解液，也不需要電解質鹽與隔膜，徹底杜絕了漏液引發的自燃問題。

圖源：維科網

固態鋰電池，相對液態鋰電池安全性更高，生產成本更低，封裝系統更簡單，能量密度更高。固態鋰電池有望突破 500Wh／kg 瓶頸，將電動汽車續航里程提高到 1000 公里以上。另外，固態鋰電池工作溫度范圍寬、支持超級快充。

目前，全固態電池技術上存在很多問題，如提高固體電解質的離子電導率，優化固-固界面，提高材料穩定性等。所以盡管全固態電池有很多優點，但距離其真正量產應用還有很長的路要走。

全固態電池成膜工藝? ?

全固態電池主要有四大路線，分別為聚合物全固態，氧化物全固態，硫化物全固態和復合電解質全固態。固體電解質膜為全固態電池獨有結構，取代了液態電池的隔膜和電解液，主體為固體電解質。固體電解質的成膜工藝是全固態電池制造的核心。

不同的工藝會影響固體電解質膜的厚度和離子電導率，固體電解質膜過厚會降低全固態電池的質量能量密度和體積能量密度，同時也會提高電池的內阻；固體電解質膜過薄機械性能會變差，有可能引起短路。

濕法工藝

濕法工藝優點：操作簡單，工藝成熟，易于規模化生產。

濕法工藝缺點：成本高，且采用的溶劑可能具有毒性，殘留的溶劑會降低固體電解質膜的離子電導率。

按照載體不同，濕法工藝可分為模具支撐成膜、正極支撐成膜以及骨架支撐成膜。

模具支撐成膜常被用于制備聚合物電解質膜及復合電解質膜，將固體電解質溶液傾倒在模具上，隨后蒸發溶劑，從而獲得固體電解質膜，通過調節溶液的體積和濃度來控制膜的厚度。

正極支撐成膜常用于無機電解質膜及復合電解質膜的制備，將固體電解質溶液直接澆在正極表面，蒸發掉溶劑后，在正極表面形成固體電解質膜。

與模具支撐相比，正極支撐可以獲得更薄的固體電解質膜和更好的界面接觸。

圖源：翟喜民等. 全固態電池生產工藝淺析

骨架支撐成膜常用于復合電解質膜的制備，將固體電解質溶液注入骨架中，蒸發掉溶劑后，形成具有骨架支撐的固體電解質膜。

干法工藝

干法工藝是將固體電解質與聚合物粘結劑分散成高粘度混合物，然后對其施加足夠的壓力使其成膜。

干法工藝優點：不采用溶劑，成膜無溶劑殘留，離子電導率高，直接將固體電解質和粘結劑混合成膜，不需要烘干；成本低。

干法工藝缺點：形成的固體電解質膜通常厚度偏大，會降低全固態電池的能量密度。

氣相沉積工藝

化學氣相沉積，物理氣相沉積，電化學氣相沉積和真空濺射沉積等氣相法制備固體電解質膜。這些方法是在電極上形成超薄電解質膜。氣相方法的成本較高，只適用于薄膜型全固態電池。

全固態電池裝配工藝? ?

全固態電池通常采用軟包的方式集成。疊片可以通過正極，固體電解質膜和負極的簡單堆疊實現電池各組件的集成是最適用于全固態電池制備的工藝。按照裁片與疊片的先后順序將疊片工藝分為分段疊片和一體化疊片。

分段疊片（圖a）沿用液態電池疊片工藝，將正極、固體電解質層和負極裁切成指定尺寸后按順序依次疊片后進行包裝；

一體化疊片（圖b）是在裁切前將正極，固體電解質膜和負極壓延成3層結構，按尺寸需求將該3層結構裁切成多個“正極-固體電解質膜-負極”單元，并將其堆疊在一起后進行包裝。

全固態電池，堆疊在一起的各組件之間勢必會存在各種各樣的界面問題。

對于聚合物全固態電池，可以通過加熱解決聚合物電解質膜同正負極間的界面電阻；

對于氧化物和硫化物電解質膜，則需要進行壓制處理改善固體電解質與電極之間的機械接觸。

固態電池廠家研究現狀? ?

固態電池廠家

中國有寧德時代、蜂巢能源，國軒高科，江蘇清陶、臺灣輝能ProLogium、比亞迪，北京衛藍、贛鋒鋰業、無錫海特、星盈科技，金龍羽，萬向一二三等。

美國有大眾投資的 Quantum Scape、 Cymbet、 Solid Power、Sakti3、Polyplus、Factorial Energy、Sparkz、Ionic Materials、24M等；

新加坡：Solid Energy System(SES)等，

法國有Bollor é等；

韓國有現代、LG新能源、三星SDI，韓國SK Innovation, 浦項制鐵等；

日本有豐田、本田、松下等；

廠家	logo	研發現狀
寧德時代		2016年，寧德時代正式宣布在硫化物固態電池上的研發路徑，預計2030年后實現商品化。2021年1月，寧德時代公開了兩份關于固態電池的專利。
比亞迪		在國內固態電池專利數量方面，比亞迪以76項專利居首位，據傳固態電池隨時可量產裝車。
輝能科技		輝能規劃2021年完成2GWh的示范線，同時推進固態電池產業園區建設，固態電池的能量密度達383Wh/kg，預計在2023年試產，力爭在2026年達到50GW產能。
國軒高科		國軒高科將在2022年開始生產高安全固態電池，2025年后生產出能量密度超過800Wh/L、超過400Wh/kg、循環800次的全固態電池。
蜂巢能源		蜂巢能源聯手中科院建設固態電池技術研究中心，計劃2025年在量產車上應用能量密度達350-500Wh/kg的固態電池。
星盈科技		2020年7月底，清陶能源總投資55億元的宜春固態動力鋰電池項目一期投產，規劃建設年產10GW固態動力電池生產基地。
衛藍新能源		固態電池一期項目總投資1.8億元，計劃建成年產1億瓦時固態電池的生產規模。2021年下半年投入生產。
贛鋒鋰業		贛鋒鋰業第一代2億瓦時固態電池中試線已順利投產，2021年宣布擬投資22億元建設高比能固態電池超薄鋰負極材料項目。
江蘇清陶		2018年，清陶能源建成并投產國內首條固態鋰電池量產線，2020年建成全球首條固態動力鋰電池量產線，實現了由0.1GWh到1GWh的產能升級。
金龍羽		金龍羽公司與錦添翼于 2021 年 8 月 6 日簽訂了共同開發固態電池協議，擬在五年內投入不超過 3 億元，與錦添翼共同進行固態電池研究開發。
萬向一二三		2019年6月24日，萬向一二三和材料公司Ionic Materials對外宣布開發了一款具有高能量密度、高安全且不使用易燃液體電解質的固態電池。
Quantum Scape		Quantum Scape表示將于2024年建立1GWh試生產線，并通過在大眾汽車上搭測試，以此來實現其固態電池的商業化量產。
Solid Power		2020年10月，Solid Power宣布生產2Ah的全固態電池（ASSB），能量密度達到320Wh/kg。2020年12月工廠生產20Ah多層全固態鋰金屬電池。
三星		2020年3月，三星在Nature Energy上發表了硫化物全固態電池文章，這也是目前公開數據中最好的硫化物全固態電池。
LG新能源		LG新能源計劃2025年年底實現鋰硫電池商業化，并在2025年至2027年間實現全固態電池商業化。
韓國SKI		2018年11月，韓國三大電池企業LG化學、三星SDI和SKI組成聯盟，共同開發包括固態電池的下一代電池核心技術。
松下		2019年，松下公司與豐田合作研發固態電池，2019年8月，公司聯合比利時微電子研究中心開發出體積能量密度425Wh/L的固態電池。
24M		2019年2月，美國半固態電池公司24M技術宣布已開發半固態鋰離子電池，能量密度超過250Wh/kg。24M技術與泰國電力合作將在泰國建設半固態鋰電池工廠。

固態電池車企研究現狀? ?

固態電池已成為國際上公認的下一代電動車動力電池的技術方向。過去幾年間，全球汽車業巨頭都在進行這一領域的投資和研發，然而全固體電池技術研發難度太大，目前很難短時間內量產。

車企	logo	研發現狀
Fisker		2017年，美國電動汽車公司Fisker開始涉足固態電池領域，曾數次表示即將攻克此難題，但2021年，Fisker宣布已徹底放棄固態電池計劃。
蔚來		蔚來聲稱 ET7 將會在 2022 年的第四季度上市，搭載150度半固態電池包、續航超過1000公里。但只是半固態電池，不是真正的全固態電池。
福特		福特集團在2017年投資Solid Power，2022年開始測試產品，2025至2030年間進入道路實測。
大眾		大眾集團在2018年向固態電池QuantumScape注資1億美元，成為最大股東。2020年追加兩億美元。2021年，大眾集團宣布會在2025年使用固態電池。
通用		2018年，通用汽車向Solid Energy ?Systems投資。2021年4月，又向Solid Energy Systems 投資1.39億美元。2021年10月，在美國設立固態電池研發中心。
豐田		日本豐田，在2020年就已制造出固態電池測試原型車，但真正量產要到2025年。
寶馬		2021年4 月，寶馬發布固態電池規劃，計劃在 2025 年前推出固態電池原型車，2030 年前量產。
奔馳		2021年12月，德國奔馳對Factorial Energy投資，2022年2月，奔馳與中國ProLogium達成合作投資，計劃未來五年將搭載在乘用車當中。
Stellantis		2021年12月，世界第四大汽車公司Stellantis宣布，與Factorial Energy簽署聯合開發協議，在2026年引入的固態電池技術。
日產		2022年2月，日產、雷諾和三菱宣布在未來五年內投資230億歐元(合259億美元)，目標是在2028年年中實現全固態電池（ASSBs）的大規模商業生產。