固態(tài)電池技術發(fā)展與現(xiàn)狀

偷書賊夢光植 2024-05-09 發(fā)布于湖南

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引言

近年來，伴隨著新能源汽車及大規(guī)模儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，動力電池作為能源存儲的載體越來越受到社會各界的廣泛關注。目前，在儲能和新能源汽車等領域使用的動力電池主要是鋰電池、鉛酸電池、鈉電池等液態(tài)電池。相比于固態(tài)電池，液態(tài)電池能量密度較低，在安全性、能量密度與使用壽命上存在明顯的弱點，其潛力也已經(jīng)被發(fā)揮到極致。固態(tài)電池作為一種新興的能源存儲技術，具有高安全性、高能量密度、使用壽命長等特點，不僅會得到更廣泛的市場化推廣與應用，也將會成為未來能源存儲領域的重要力量。然而，由于固態(tài)電池在固態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性、電極材料選擇、制造工藝與成本、規(guī)?；瘧冒踩?、規(guī)?；a(chǎn)技術等方面仍面臨著諸多困難，固態(tài)電池尚處于發(fā)展階段，其產(chǎn)業(yè)化還有一段艱難的路要走。鑒于此，筆者擬從當前固態(tài)電池發(fā)展的技術路線出發(fā)，總結固態(tài)電池的發(fā)展現(xiàn)狀與研究進展，分析我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，以便為固態(tài)電池研究提供詳盡認識，同時力爭為構建高安全性固態(tài)電池科技發(fā)展體系和推動其產(chǎn)業(yè)化提供有益的參考。

1 固態(tài)電池概述與特點

1.1 固態(tài)電池的涵義

固態(tài)電池是一種全固體形式存在、使用固體電極材料和固體電解質(zhì)材料、不含任何液體成分的電池[1]。與液態(tài)（鋰離子）電池、半固態(tài)電池（液體電解質(zhì)質(zhì)量占比小于 10%）和類固態(tài)電池（液體電解質(zhì)質(zhì)量占比小于 5%）等類型的電池不同，固態(tài)電池的核心是電池的正負極之間通過固態(tài)電解質(zhì)來儲存和釋放電能，是所有材料都以固態(tài)形式存在的儲能器件。目前，市場上使用的主流鋰電池的電解質(zhì)為液態(tài)，即鋰電池由正極材料、負極材料、電解液和隔膜組成。而固態(tài)電池的能量密度較高，其改進的部分主要是將液態(tài)電解質(zhì)完全變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)，以便大幅度提升電池性能[2]。

1.2 固態(tài)電池的技術路線

由于固態(tài)電池沒有隔膜，固態(tài)電解質(zhì)既要傳導離子又需要具備隔膜功能，所以，開發(fā)具有較高離子電導率的固體電解質(zhì)尤為重要。目前，依據(jù)固態(tài)電解質(zhì)的差異，固態(tài)電池可分為聚合物、氧化物、硫化物（鹵化物）三種技術路線（表 1），具體情況如下。

第一，聚合物固態(tài)電池。聚合物固態(tài)電解質(zhì)通常是由聚合物基體（如聚酯、聚醚、聚胺等）和鋰鹽（如 LiPF6、LiClO4、LiAsF6 等）構成，具有質(zhì)量輕、彈性好、易加工、成本低等特點，是歐美一些企業(yè)早期選擇的主要技術路線[3]。法國早在 2011 年就實現(xiàn)了聚合物固態(tài)電池的千臺裝車應用，電池包能量密度十年前就達到 100 Wh/kg。但是，聚合物電解質(zhì)室溫下離子導電率低，需加熱至 60?C以上，熱穩(wěn)定性有限，再加上高壓穩(wěn)定性較差、材料常溫電導率低等問題，電池能量密度難以繼續(xù)提升。

第二，氧化物固態(tài)電池。氧化物電解質(zhì)通常密度較高，具有較高的機械強度，也是歐美企業(yè)選擇的技術路線。該類型電池的主要優(yōu)勢是電化學穩(wěn)定性高，可同時適配鋰金屬負極和高電壓正極。但常溫電導率低，且電解質(zhì)材料硬度高、制備工藝難度大，電池性能也難以充分發(fā)揮，開發(fā)的樣品始終停留在小容量實驗室層級，無規(guī)?；苽淠芰?，離實際應用有較大差距。

第三，硫化物固態(tài)電池。硫化物固態(tài)電解質(zhì)通常具備較高的離子電導率，其離子電導率總體水平超過傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，也能兼容鋰金屬負極和高電壓正極，常溫電導率達到了能方便應用的水平，制備相對容易[4]。該類型電池當前是各國普遍關注的技術路線，中國、美國、日本、韓國和歐洲各國家均在積極布局。目前，發(fā)展硫化物固態(tài)電池的難題主要是兩個方面：一是存在著生成和釋放有毒硫化氫的風險；二是研發(fā)生產(chǎn)成本較高。而鹵化物具有硫化物類似特性，又能解決有毒硫化氫和成本難題，近年來也受到了一定關注，但也面臨著負極穩(wěn)定性差等新的技術難題。

1.3 固態(tài)電池的產(chǎn)品類型

發(fā)展固態(tài)電池的意義，不僅僅是將電解液替代為固態(tài)電解質(zhì)，更重要的是通過兼容更高電壓克容量的體系，實現(xiàn)更高能量密度。按照固態(tài)電池正負極化學體系的差異，可將固態(tài)電池產(chǎn)品分為三代（表 2）。第一代固態(tài)電池僅僅將電解液和隔膜替換為固態(tài)電解質(zhì)，正負極沒有變化，相比液態(tài)鋰離子電池沒有能量密度優(yōu)勢，成本也難以下降；此外，針對電池安全性問題，第一代固態(tài)電池缺乏絕對優(yōu)勢，對應的液態(tài)鋰離子電池一樣可以實現(xiàn)。第二代固態(tài)電池將負極材料替換為鋰金屬負極材料，甚至可以不用鋰金屬負極材料，鋰金屬的克容量是當下石墨負極的 10 倍，能量密度可提升至400 Wh/kg 以上。第三代固態(tài)電池除了采用鋰金屬負極材料以外，正極替換為克容量更高的材料，比如富鋰正極材料，其能量密度可提升至 500 Wh/kg以上?？傮w而言，第一代固態(tài)電池在性能方面并沒有實質(zhì)性提升，在突破固態(tài)電解質(zhì)本身的技術難題后，優(yōu)化電池正負極以開發(fā)出第二代、第三代固態(tài)電池才更有意義（圖 1）。

2 國內(nèi)外固態(tài)電池的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外固態(tài)電池發(fā)展現(xiàn)狀

在歐美地區(qū)，固態(tài)電池已被視為新能源汽車、儲能等領域下一代電池技術戰(zhàn)略競爭的焦點。早在2012 年，美國 Solid Power 公司與寶馬、福特、現(xiàn)代等汽車制造商建立了合作關系，有針對性地研究新的電池技術。目前，Solid Power 公司正在重點研究第一代硫化物固態(tài)電池技術，已開發(fā)的樣品能量密度為 320 Wh/kg 左右，并著力建設固態(tài)電池的中試線，預計 2025 年協(xié)助寶馬進行固態(tài)電池原型車集成測試。Quantum Scape 企業(yè)則與大眾集團積極開展合作，目前已宣布將推進 10 層固態(tài)電池的測試，這是 Quantum Scape 企業(yè)正在向商業(yè)上可行的電動汽車固態(tài)電池邁進的一個重要體現(xiàn)。同時，大眾集團也計劃于 2025 年推出搭載全固態(tài)電池的 BEV 車型，這不僅是對固態(tài)電池實際產(chǎn)業(yè)化應用的體現(xiàn)，也將會對未來新能源汽車行業(yè)產(chǎn)生一定影響。針對固態(tài)電池，日本多家企業(yè)在基礎研究和專利布局方面具有一定的先發(fā)優(yōu)勢，尤其是豐田、本田、松下、日立等企業(yè)優(yōu)勢較明顯。在這些企業(yè)中，豐田率先研發(fā)固態(tài)電池，其目標是第二代硫化物全固態(tài)電池，其擁有固態(tài)電池的專利數(shù)量最多。目前，豐田宣稱其硫化物全固態(tài)電池技術取得了一定突破，預計在 2027 年實現(xiàn)商業(yè)化，續(xù)航可達1 200 公里，且支持 10 min 快充，重量、體積、成本減半，但沒有給出關鍵技術的具體說明。日立則研發(fā)出了大容量固態(tài)電池（1 000 mA），其特點是既可以在高溫（36?C ～100?C）的環(huán)境下工作，也能在?40?C～0?C的嚴酷環(huán)境下使用。此類型的固態(tài)電池將極大地擴寬其使用領域，如用于航空航天、海洋漁業(yè)、工業(yè)機械等領域[5]。韓國也一直積極地致力于固態(tài)電池的研究。按照韓國固體電池的專利發(fā)表數(shù)量排序來看，LG 化學、三星、現(xiàn)代等企業(yè)在固態(tài)電池研究方面也取得了一些優(yōu)異成績。比如，韓國三星企業(yè)針對第二代硫化物固態(tài)電池技術展開了重點研究，在 2020年推出了 6Ah 級固態(tài)電池技術，能量密度達到了427 Wh/kg。企業(yè)還計劃建設全固態(tài)電池試驗生產(chǎn)線，并于 2027 年進行規(guī)模化生產(chǎn)。再如，現(xiàn)代汽車企業(yè)也對固態(tài)電池進行了針對性的研究，并取得了一些進展，其研發(fā)的固態(tài)電池體積比相同容量的鋰離子電池要小很多，單次充電可行駛 700 公里左右。企業(yè)計劃在 2025 年試生產(chǎn)配備全固態(tài)電池的新能源汽車，并計劃在 2030 年左右實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

2.2 我國固態(tài)電池發(fā)展現(xiàn)狀

相比于液態(tài)電池，固態(tài)電池在能量密度、充電速度、安全性、循環(huán)性等方面具有較大優(yōu)勢，一直被視為下一代電池技術的發(fā)展方向，國內(nèi)一些高校、科研院所和企業(yè)積極致力于固態(tài)電池性能、界面和材料等方面的研發(fā)，并取得了一定成績?；诠虘B(tài)電池相關專利、科研成果、科研項目等統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，中國科學院、北大深圳研究院、華中科技大學、清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、浙江大學等科研院所和高校目前正在積極投身固態(tài)電池的研發(fā)，取得的成果在行業(yè)領域也產(chǎn)生了積極的影響。在企業(yè)層面，寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、比亞迪、珈偉新能、鵬輝能源等企業(yè)都在積極致力于研發(fā)固態(tài)電池。比如，寧德時代重點聚焦于研發(fā)第二、第三代硫化物固態(tài)電池技術，其開發(fā)的固態(tài)原型電池可實現(xiàn) 3C 快充（充電時間 20min），循環(huán)壽命達 6 000次，具備 2Ah 級固態(tài)電池制備能力，續(xù)航可超 1 500公里，但工程化制造還有待突破。而蜂巢能源、中汽創(chuàng)智、贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)也展示了其研發(fā)的硫化物固態(tài)電池樣品，對推動儲能電池的革新起到了一定促進作用。當前，由于全固態(tài)電池技術難度大，國內(nèi)大部分企業(yè)的目標都是半固態(tài)電池，即在保留電解液的前提下加入部分固態(tài)電解質(zhì)。據(jù)中科院院士、清華大學教授歐陽明高分析，固液混合物電池在現(xiàn)有的液態(tài)電池技術的基礎上，仍然保留了部分電解液，電池機理改變不大，全固態(tài)電池的規(guī)?；⑹袌龌晕赐耆珜崿F(xiàn)。

3 我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

目前，關于固態(tài)電池技術突破和產(chǎn)業(yè)化的各種信息較多，但我國的固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍面臨著一些難題和挑戰(zhàn)。具體而言，主要體現(xiàn)在以下四個方面。

3.1 關鍵技術難題待解決

其一，固態(tài)電池中界面接觸問題。固態(tài)電池中的界面既有物理接觸，也有化學接觸，而固態(tài)電池的電解質(zhì)和電極材料均為固體，與液體材料相比缺乏流動性，接觸面的浸潤程度也較低。固態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電極難以保持完好的界面接觸，會導致充放電過程中接觸電阻升高，熱量增大，影響電池的總體性能。其二，固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性問題。固態(tài)電池的關鍵是固態(tài)電解質(zhì)，相關電解質(zhì)必須具備高離子導電性和良好的穩(wěn)定性，但目前的固態(tài)電解質(zhì)材料仍存在高溫或高電壓環(huán)境下不穩(wěn)定、容易分解、電極材料脫落等問題，這些問題極大地限制了固態(tài)電池的安全性能和循環(huán)壽命[6]。其三，其他技術安全問題。比如，負極金屬鋰容易產(chǎn)生鋰枝晶，存在穿透固態(tài)電解質(zhì)引發(fā)電池內(nèi)短路的風險。此外，固態(tài)電池正極、電解質(zhì)、負極的化學組成及其物理、化學、力學等特性還需改進，材料間的兼容性有待提升，電池層級的安全管理技術也并不成熟[7]。這些問題的解決均是固態(tài)電池實現(xiàn)量產(chǎn)、商業(yè)化所面臨的挑戰(zhàn)。

3.2 工程化制備技術待突破

相比鋰電池，固態(tài)電池在安全性與可靠性方面具有一定優(yōu)勢，但其成本較高、制備工藝更為復雜，在工程制造和量產(chǎn)方面也面臨較大挑戰(zhàn)。其一，為實現(xiàn)固態(tài)電池結構完全致密化以改善界面問題，需要特殊的高溫、高壓（數(shù)百 MPa 標準）工藝。但滿足高溫、高壓的相關設備目前被西方國家所壟斷，國內(nèi)尚無相關的先進設備，亟待開發(fā)與優(yōu)化。其二，固態(tài)電池制造對工藝環(huán)境有較高的要求。比如濕度方面，固態(tài)電池要遠高于現(xiàn)有液態(tài)電池的濕度要求，才能避免硫化物與水分接觸釋放劇毒硫化氫氣體，因此目前規(guī)?；a(chǎn)還存在較大困難。其三，固態(tài)電池工藝一致性要求更高，規(guī)?；慨a(chǎn)也需要強大的工程能力和制造經(jīng)驗，生產(chǎn)成本較高，需要進一步降低成本才能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

3.3 知識產(chǎn)權布局待優(yōu)化

相比于西方國家，我國在固態(tài)電池研發(fā)方面起步較晚，關鍵材料和基礎專利受制于人。特別是在固態(tài)電池材料方面，專利數(shù)量排名前五的企業(yè)均為日韓企業(yè)。比如，在硫化物材料方面，全球擁有專利數(shù)量最多的前五家企業(yè)分別是豐田汽車、松下控股、出光興產(chǎn)、三星電子、村田制作所，而它們?nèi)縼碜匀毡竞晚n國。其中，關于固態(tài)電池的專利，豐田汽車企業(yè)最多，數(shù)量超過了 1 000 件。一直以來，日韓對知識產(chǎn)權的保護較為完善，這些專利形成了強大的技術壁壘，導致其他國家或相關企業(yè)在研發(fā)固態(tài)電池時過程會更加困難。如果使用這些日韓企業(yè)的專利，還需要繳納高額的專利費用。此外，據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析，在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向的核心技術方面，目前國內(nèi)的開發(fā)能力明顯不足，電池類相關企業(yè)在創(chuàng)新研發(fā)方面成效也不顯著。同時，在已有固態(tài)電池研發(fā)成果方面，我國尚欠缺知識產(chǎn)權布局，再加上現(xiàn)有科研成果轉(zhuǎn)化機制缺乏一定合理性，前端科研機構的成果與后端市場的轉(zhuǎn)化運用尚未完全融合，導致知識產(chǎn)權供需出現(xiàn)一定的錯位現(xiàn)象，對我國固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展造成了一定制約。

3.4 發(fā)展技術路線不清晰

近年來，關于固態(tài)電池的相關概念和技術層出不窮，包括半固態(tài)電池、準固態(tài)電池、原位固態(tài)化電池、混合固液電池等。這些技術在本質(zhì)上仍屬于液態(tài)鋰離子電池的范疇，但是在儲能和動力電池領域產(chǎn)生了一定影響，也對部分新能源企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新工作造成了一定干擾，不利于國內(nèi)固態(tài)電池的技術布局和研發(fā)創(chuàng)新。由于液態(tài)鋰離子電池與第一代固態(tài)電池技術性能接近（液態(tài)電池目前最高能量密度為 300 Wh/kg，半固態(tài)電池為 360 Wh/kg），應用場景也基本相同，再加上固態(tài)電池的研發(fā)耗時較長、制造工藝相對復雜、成本較高等問題，導致國內(nèi)部分新能源企業(yè)在固態(tài)電池研發(fā)方面存在徘徊不前、缺乏動力、技術路線不明確等問題。此外，由于固態(tài)電池的研發(fā)需要較多的人力、財力和物力投入，造成國內(nèi)部分新能源電池企業(yè)計劃直接從國外引進成熟的核心技術，希望通過走捷徑的方式實現(xiàn)彎道超車，這在一定程度上影響著我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的未來競爭力。

4 我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的對策

4.1 加大政策扶持，推動技術創(chuàng)新研究

一是加強基礎研究。在研發(fā)高性能電解質(zhì)、正負極活性材料、不同應用特點固態(tài)鋰電池等方面，基礎研究一直是我國的短板。當前，我國已成為科技大國，針對固態(tài)電池技術，要不斷加強基礎研究，積極創(chuàng)新和布局專利，這對整個固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展尤為重要。

二是加強政策引導。今天，固態(tài)電池被認為是新一代電池的發(fā)展趨勢，相關部門應將固態(tài)電池納入國家重點領域或關鍵行業(yè)的研發(fā)體系，借助國家重點基礎研究發(fā)展計劃、高新技術研究發(fā)展計劃、產(chǎn)學研發(fā)展計劃等方式，加強固態(tài)電池核心技術攻關和產(chǎn)業(yè)化培育布局。

三是加強財稅扶持。通過大基金支持計劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資專項基金、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)投資基金等方式，加大對固態(tài)電池研究與發(fā)展的財力支持，提供基礎保障[8]。此外，積極引導社會資本投向固態(tài)電池創(chuàng)新型企業(yè)和相關技術創(chuàng)新的項目，特別是要對從事固態(tài)電池基礎性研究的企業(yè)提供稅收優(yōu)惠政策。

4.2 明確發(fā)展目標，堅持多元化發(fā)展策略

發(fā)展固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，需要明確發(fā)展的目標與技術路線，重點支持第二代、第三代固態(tài)電池。如前所述，由于液態(tài)鋰離子電池具備第一代固態(tài)電池同樣的技術性能和應用場景，所以研發(fā)第一代固態(tài)電池的意義和價值不大，真正有價值的是第二代、第三代固態(tài)電池。因此，應聚焦資源、瞄準目標，設定技術攻關的路線，加大對固態(tài)電池基礎科學領域（如新型固態(tài)電解質(zhì)材料、固態(tài)電極界面設計、正負極活性材料等）的創(chuàng)新性研究，重點攻關固態(tài)電池界面設計技術和制造工藝的難題。需要指出的是，固態(tài)電池雖然是未來電池技術的主流發(fā)展方向，但是對其技術難度和應用前景要有客觀、理性的認識。換句話說，固態(tài)電池相關技術實現(xiàn)了突破，也主要應用于航空航天、能源存儲、移動設備等高端領域，其生產(chǎn)制造成本短期來講不具備優(yōu)勢，不會完全顛覆或替代液態(tài)鋰離子電池。因此，針對固態(tài)電池的發(fā)展，既要正視與國外的差距，做到奮起直追，大力支持國內(nèi)固態(tài)電池核心技術的研發(fā)與創(chuàng)新，也不能放棄現(xiàn)有液態(tài)電池，應堅持液態(tài)、固態(tài)及其他新體系電池的多元化發(fā)展策略。

4.3 強化產(chǎn)學研合作，推進科研成果轉(zhuǎn)化

一是組建電池技術應用創(chuàng)新聯(lián)盟。針對固態(tài)電池發(fā)展，積極推進高等院校、科研院所、社會企業(yè)等相關組織機構組建產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新與應用推廣聯(lián)盟，重點突破固態(tài)電池的界面接觸、高性能電解質(zhì)材料、固態(tài)電極界面設計、正負極活性材料、工程化制造工藝等難題，以推進固態(tài)電池技術協(xié)同創(chuàng)新工作。

二是推進科研成果產(chǎn)業(yè)化應用。充分利用國內(nèi)現(xiàn)有的電池應用及生產(chǎn)示范平臺，通過組織開展在新能源汽車、智能化電網(wǎng)、電子數(shù)碼產(chǎn)品等領域的應用示范活動，推動固態(tài)電池科研成果的產(chǎn)業(yè)化和市場化發(fā)展。此外，重點支持福建寧德、四川宜賓、江蘇常州等地區(qū)著力打造特色固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，加速推進相關新能源企業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

三是強化人才支撐與引領。固態(tài)電池發(fā)展中的電極界面設計、工程化制造工藝等關鍵技術的攻關，需要大量專業(yè)人才給予支撐，尤其對高層次科研人才的需求更為迫切，因此，需要強化人才支撐與引領服務。一方面，地方政府可結合社會企業(yè)需求及時調(diào)整或優(yōu)化人才引進政策，聯(lián)合用人單位對引進的相關高層次人才給予妥善安置[9]；另一方面，加強與高校院校、社會企業(yè)的合作，采取訂單式的人才培養(yǎng)方式，結合企業(yè)對人才專業(yè)知識、實踐能力和綜合素質(zhì)的要求，培養(yǎng)適合企業(yè)要求的人才。

4.4 扶持龍頭企業(yè)，明確固態(tài)電池優(yōu)先發(fā)展級

在眾多產(chǎn)業(yè)走向中高端的道路上，龍頭企業(yè)的帶動作用越來越突出。比如：寧德時代作為目前國內(nèi)最大的鋰電池生產(chǎn)商之一，其動力電池和儲能電池的出貨量已連續(xù)四年穩(wěn)居世界前列，在國內(nèi)新能源電池領域具有不可替代的作用。相關管理部門要重點支持像寧德時代、比亞迪等電池企業(yè)開展固態(tài)電池技術的研究攻關，通過財政補貼政策、鼓勵企業(yè)合并重組、鼓勵產(chǎn)業(yè)合作聯(lián)盟、創(chuàng)造公平競爭環(huán)境等措施，讓龍頭企業(yè)持續(xù)保持和擴大我國在電池領域的領先優(yōu)勢。尤其是那些在液態(tài)鋰離子電池領域具備豐富研發(fā)和工程制造經(jīng)驗的大型企業(yè)，往往最有潛力推動固態(tài)電池實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展，國家對他們更應加大支持力度。國家在扶持和支持固態(tài)電池的發(fā)展過程中，要明確固態(tài)電池優(yōu)先發(fā)展級?；诠虘B(tài)電池在新能源汽車、儲能、航空等不同領域的能源存儲要求和市場發(fā)展現(xiàn)狀，相關機構和企業(yè)應科學規(guī)劃固態(tài)電池類型、技術路線、相關產(chǎn)業(yè)鏈等方面的發(fā)展優(yōu)先級。一方面，針對高優(yōu)先級的固態(tài)電池技術研發(fā)和工程化制造工藝，政府管理部門可集中各方優(yōu)勢力量，著力攻克關鍵核心技術。另一方面，針對低優(yōu)先級固態(tài)電池產(chǎn)品制造和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國家應出臺相關扶持政策，調(diào)整和改善新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展結構，形成協(xié)同發(fā)展趨勢，為其市場化發(fā)展營造良好的環(huán)境[10]。

4.5 強化國際合作，探索發(fā)展新模式

一是積極借鑒固態(tài)電池先進技術。部分日韓企業(yè)在固態(tài)電池基礎研究方面具有一定的先發(fā)優(yōu)勢，并且在材料研發(fā)、電池設計、電池制造等方面具備較強的綜合實力。國內(nèi)相關企業(yè)可結合自身發(fā)展需求，適當引進國外的先進固態(tài)電池技術，并與國外擁有先進固態(tài)電池技術的相關企業(yè)加強交流合作，在技術引進基礎上加強再創(chuàng)新工作，以推動國內(nèi)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新與可持續(xù)性發(fā)展。

二是大力強化固態(tài)電池自主研發(fā)。日本豐田等國外企業(yè)在硫化物固態(tài)電池關鍵技術方面專利布局較早且具有明顯的優(yōu)勢，但是我們不應“人先有、我后有”式地簡單跟隨，而要注重開發(fā)獨立自主的技術方案，繞開日本、韓國、美國等國外知識產(chǎn)權的壁壘和限制，從而在未來的國際新能源市場競爭中占領制高點。

三是注重推進固態(tài)電池標準國際化。相關部門和企業(yè)應聯(lián)合電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)和不同組織機構，針對固態(tài)電池的研發(fā)設計、電導率測試、電解質(zhì)材料、生產(chǎn)制造、質(zhì)量安全評估、核心裝備配置等環(huán)節(jié)，借助數(shù)字化信息技術開展相關標準修訂工作，從而打造標準化的公開、共享的體系與平臺，在推進固態(tài)電池標準國際化的同時，營造面向全球發(fā)展的共享、共贏環(huán)境。

5 結語

固態(tài)電池作為一種新興的能源存儲技術，具有高安全性、高能量密度、使用壽命長等特點，將會成為下一代儲能電池的主要發(fā)展方向。筆者分析了目前固態(tài)電池的技術路線與發(fā)展現(xiàn)狀，總結了我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的一些主要問題，如關鍵技術難題待解決、工程化制備技術待突破、知識產(chǎn)權布局待優(yōu)化、發(fā)展技術路線不清晰等，并從政策扶持、發(fā)展目標、技術路線、國際合作、發(fā)展模式等方面提出了應對策略，即：加大政策扶持，推動技術創(chuàng)新研究；明確發(fā)展目標，堅持多元化發(fā)展策略；強化產(chǎn)學研合作，加速研究成果轉(zhuǎn)化；扶持龍頭企業(yè)，明確固態(tài)電池優(yōu)先發(fā)展級；強化國際合作，探索發(fā)展新模式。以此為基礎，我國的固態(tài)電池研發(fā)和市場化會取得更大的成果。

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固態(tài)電池技術發(fā)展與現(xiàn)狀