中國粉體網(wǎng)訊  隨著全球能源矛盾的日益加劇，鋰離子電池應運而生，被應用于各行各業(yè)，已經(jīng)與人們的生活息息相關(guān)。與此同時，電動汽車也開始進入到人們的生活中。由于全球范圍內(nèi)新能源汽車的迅速崛起，普通液態(tài)鋰電池的各種問題已經(jīng)逐漸暴露，有著能量密度高、工作溫度范圍寬、安全性好、循環(huán)壽命長等特點的固態(tài)電池引發(fā)了市場的高度關(guān)注。

日本、美國、韓國、德國等眾多研究機構(gòu)、初創(chuàng)公司和部分車企，紛紛布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，從技術(shù)研發(fā)到商業(yè)量產(chǎn)，搶占國際競爭制高點。

我國對固態(tài)電池的基礎(chǔ)研究起步較早，但主要以科研機構(gòu)或者院校為支撐，產(chǎn)業(yè)化進程較慢。

發(fā)展現(xiàn)狀

固態(tài)電池是一種使用固體正負極和固體電解質(zhì)，不含任何液體，所有材料都由固態(tài)材料組成的電池，主要優(yōu)點有三：

一、安全性高，無自燃、爆炸風險；

二、能量密度高，有望徹底解決電動車里程焦慮；

三、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬、可快速充電。

按照電解質(zhì)材料的選取，固態(tài)電池可以為分為聚合物、氧化物和硫化物三大體系。

固態(tài)電池主要體系類別

其中，聚合物電解質(zhì)的設(shè)計靈活性強，技術(shù)成熟度最高，在世界范圍內(nèi)率先實現(xiàn)了小規(guī)模量產(chǎn)，但其理論能量密度優(yōu)勢弱于其他2類電解質(zhì)；氧化物電解質(zhì)性能優(yōu)于聚合物電解質(zhì)，但薄膜型氧化物電池容量較小、只能應用于消費類電子領(lǐng)域，非薄膜型氧化物電池技術(shù)還不夠成熟；硫化物電解質(zhì)理論上最適合于電動汽車領(lǐng)域，但是開發(fā)難度最大。綜合來看，固態(tài)電池具備成為下一代動力電池技術(shù)的潛力，但每一類固態(tài)電池體系都有較為棘手的問題需要攻堅，尚未有足夠成熟的市場化產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)化處于早期階段。

研發(fā)現(xiàn)狀

1990年-2018年，全球已經(jīng)公開的固態(tài)電池領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)目達到1926件，且僅在2007-2017年，固態(tài)電池領(lǐng)域年申請專利數(shù)目由26件增加到273件，增長超過10倍，說明固態(tài)電池的研發(fā)越來越受到各方面的重視。

在地域方面，日本目前擁有固態(tài)電池專利916件，占比接近一半，領(lǐng)先優(yōu)勢較大。其次是美國和中國，其中美國擁有398件，略領(lǐng)先于中國。韓國擁有100件位居第四。

在專利主體方面，作為全球第一大車企的豐田公司目前擁有固態(tài)電池專利252件，數(shù)量遠超其他車企與電池企業(yè)，同時日本其他消費電子及汽車零部件企業(yè)如富士、村田制造所、松下也在固態(tài)電池領(lǐng)域廣泛布局。總體來看，日本固態(tài)電池的研發(fā)以產(chǎn)業(yè)界為主導。美國固態(tài)電池專利分布比較分散，而且其持有的主體多為Quantumscape（21件）、Sakti3（17件）等初創(chuàng)企業(yè)。韓國專利分布相對集中，如三星電子（35件）、LG化學（29件）、現(xiàn)代汽車（25件），與日本相似，韓國在固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)也是以產(chǎn)業(yè)界為主導，且電池企業(yè)與整車企業(yè)均有布局。

固態(tài)電池專利的持有主體情況

對我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示

加大政策支持，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新

一是加強政策引導。將固態(tài)鋰電池納入國家重點領(lǐng)域、關(guān)鍵行業(yè)的研發(fā)體系中，借助國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃。產(chǎn)學研合作項目、高技術(shù)研究發(fā)展計劃等，加強不同類型的正負極活性材料、高性能電解質(zhì)，以及不同應用特點固態(tài)鋰電池的相關(guān)基礎(chǔ)研究創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化培育科學布局。二是加大政府財稅扶持及科研投入力度。加強產(chǎn)業(yè)投資專項基金、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)投資基金等對固態(tài)電池的支持，同時發(fā)揮風險基金等作用，鼓勵社會資本投向固態(tài)電池創(chuàng)新型企業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新型項目，進一步鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入，特別是對從事早期技術(shù)研發(fā)的企業(yè)可提供稅收優(yōu)惠政策。

深化國際合作，擴展發(fā)展新模式

一是加強引進固態(tài)電池先進技術(shù)。鼓勵企業(yè)依托我國巨大的市場需求優(yōu)勢，與國際上擁有先進固態(tài)電池技術(shù)的企業(yè)開展多層次合作，加強技術(shù)引進和消化吸收。二是推進固態(tài)電池相關(guān)標準國際化。聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游不同機構(gòu)、組織，從設(shè)計、生產(chǎn)制造、安全評估、性能測試、關(guān)鍵裝備配置等環(huán)節(jié)入手，開展固態(tài)電池領(lǐng)域相關(guān)標準修訂制工作。

固態(tài)電池不僅是技術(shù)革新，是一場革命，更是后鋰電池時代的必經(jīng)之路。

參考資料：

劉瑩瑩，車超.國外固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展對我國的啟示.

鉅大鋰電. 世界各國固態(tài)電池研究進展現(xiàn)狀分析.

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）

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