固態(tài)電池已成為全球鋰電池行業(yè)競爭的制高點(diǎn)之一，歐美日等傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國對(duì)此高度重視，韓國汽車及鋰電池企業(yè)近年來也加強(qiáng)了固態(tài)電池的研發(fā)?！叭蚬灿?3家企業(yè)在布局研發(fā)固態(tài)電池，其中約9家專注從事硫化物固態(tài)電池?！敝袊茖W(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員崔光磊說。
德法：加速推進(jìn)聚合物固態(tài)鋰電池
1999年法國Bolloré公司實(shí)現(xiàn)了聚環(huán)氧乙烷聚合物固態(tài)鋰電池的商業(yè)化，2012年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用。這種固態(tài)電池的特點(diǎn)是容易加工，可以制備大容量電芯，且機(jī)械性較軟，各項(xiàng)性能和目前使用的電解液有相似之處。因此，比較容易利用現(xiàn)有設(shè)備通過改造實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)。
2015年，德國博世集團(tuán)收購了美國電池生產(chǎn)商SEEO公司，采用的也是聚環(huán)氧乙烷聚合物固態(tài)電解質(zhì)路線。
不過，這種固態(tài)電池的缺點(diǎn)也很明顯，離子電導(dǎo)率在所有的固態(tài)電池中最低，電池本身必須加熱到60℃或85℃以上，離子電導(dǎo)率才會(huì)提升，所以裝配這種電池的汽車需要經(jīng)常保持在充電和高溫的狀態(tài)。另外，聚合物較為柔軟，鋰枝晶容易穿透固態(tài)電解質(zhì)造成短路。聚合物是有機(jī)物，電化學(xué)穩(wěn)定性也不好，雖與磷酸鐵鋰兼容性較好，但難與三元材料兼容，導(dǎo)致能量密度無法提升。崔光磊說：“聚環(huán)氧乙烷本身存在的電化學(xué)窗口窄和室溫離子電導(dǎo)率低的缺陷，決定了這種固態(tài)鋰電池仍然有很長的路要走?！?
另外，德國三大汽車企業(yè)也一直在關(guān)注固態(tài)電池。寶馬公司研發(fā)的固態(tài)電池技術(shù)有望于2026年量產(chǎn)。大眾向美國電池公司QuantumScape投資，目標(biāo)在2025年前建立固態(tài)電池生產(chǎn)線。德國政府曾撥款10億歐元支持本國企業(yè)研發(fā)固態(tài)電池。
美日韓：專注硫化物全固態(tài)電池
日本豐田作為現(xiàn)階段硫化物固態(tài)電池龍頭企業(yè)，幾乎壟斷了硫化物電解質(zhì)專利，于2010年率先推出了硫化物固態(tài)電池。但在崔光磊看來：“這僅僅是一種宣傳，并沒有實(shí)用性的固態(tài)電池面世或產(chǎn)業(yè)化。”
為進(jìn)一步解決大容量無機(jī)固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化過程中存在的固/固界面接觸失效等諸多瓶頸問題，2017年10月，豐田宣布投入研發(fā)力量進(jìn)一步布局固態(tài)電池研發(fā)。同年12月，豐田還聯(lián)合松下對(duì)外宣布，將聯(lián)合開發(fā)全固態(tài)電池，預(yù)計(jì)2022年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。
日本政府對(duì)固態(tài)電池研發(fā)極為重視，日本科技省共投入3個(gè)項(xiàng)目支持固態(tài)電池研發(fā)，低碳新能源項(xiàng)目在2013～2022年每年投入15億日元支持研發(fā)，新能源研發(fā)機(jī)構(gòu)在2016～2022年每年投入30億日元支持研發(fā)；還設(shè)立了2018～2022年solid ev項(xiàng)目，在2018年投入18億日元，預(yù)計(jì)2025年、2030年硫化物全固態(tài)電池在日本動(dòng)力電池市場的滲透率分別達(dá)到50％、95％。
“日本舉全國之力推進(jìn)硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，已經(jīng)聯(lián)合豐田、本田、松下、日立、三井化學(xué)、NGK等38家企業(yè)與機(jī)構(gòu)一起做硫化物全固態(tài)電池，相關(guān)研究非常扎實(shí)?！贝薰饫谡f。
在韓國，三星SDI也專注于硫化物全固態(tài)電池。2020年3月，三星SDI在Nature Energy上發(fā)表了60℃下1000多次循環(huán)的硫化物全固態(tài)電池，用銀碳復(fù)合的無鋰負(fù)極材料，這是目前公開數(shù)據(jù)中最好的硫化物全固態(tài)電池。
不過，LG化學(xué)、三星SDI和SKI則聯(lián)手開發(fā)基于無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池，并成立了專門的研發(fā)基金，打造下一代電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)代公司投資材料技術(shù)公司Ionic-Materials來布局固態(tài)電池，并通過南陽研發(fā)中心旗下的電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行固態(tài)電池的研發(fā)，目前已達(dá)到一定的技術(shù)水平，預(yù)計(jì)2025年可實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。
美國也把重點(diǎn)放在了硫化物固態(tài)電池研發(fā)上，設(shè)立了battery 500項(xiàng)目給予支持，包括硫化物先進(jìn)設(shè)計(jì)、電芯設(shè)計(jì)等。在美國，主要是初創(chuàng)公司進(jìn)行固態(tài)電池研發(fā)，比較著名的企業(yè)有Cymbet、QuantumScape、SolidPower、Polyplus、24M、Sakti 3等公司。
