電池的發展已經走過快兩百年的曆史，如今锂離子電池是最為出衆的二次儲能電池。高工作電壓、快速充放電特性、長循環壽命、無記憶效應等衆多優點，讓它成為當今數位産品及電動汽車大規模應用的第一選擇。
雖然锂離子電池的性能優秀，但發展也有其難以跨越的挑戰與障礙：電池的結構特性局限了電池的性能。現有的電池結構是電池衰老和存在安全隐患的根本原因。
電池發電的原理是兩個電極材料在電解液中互相交換離子，但是因為這個結構也會使得其反應界面一直存在，電池就處于一直在工作的狀态，造成容易衰老的局面并且也有安全隐患。
舉例來說，電動汽車在冬天趴窩就是因為電池在低溫情境下，性能失效的緣故。材料科學家和電池工程師在電池材料上提出了許多辦法。例如在電解液當中摻入大量有機溶劑，來降低電解液的凝固溫度。然而這樣卻造成電解液更加易燃，犧牲了電池的安全性。
也有科學家嘗試更換電極材料，但是電池的能量提升了，卻無法抵抗熱失控；快充的話，又會導緻電池界面的火性太高，也無法保障其安全性。從優化電池管理的系統思路上解決，卻帶來了能量密度的下降與機關成本的增加。
想要讓電池低溫高活性與高溫穩定性的需求沖突無解，似乎電池也有魚和熊掌不能兼得的障礙，能量密度、安全、快速充電等要素不能完美的全部內建在電池身上。如果這些問題得到解決，新能源汽車的規模發展将革新重塑汽車百年的行業。
是以動力電池的終極發展目标也向着安全、能量密度高、循環性能好、充電速度快等優點相容前行。
固态電池作為新的锂電池終結者方向，正在成為新能源汽車幹掉燃油車的殺手锏。
動力電池的價值進階
新能源車什麼時候可以取代燃油車，在動力電池領域市場公認一個答案是：現有電動車的電池系統能量密度翻一倍，從普遍的 160wh／kg 到 400wh／kg。而解決電池的能量密度問題，方案一定是動力電池的革新。
我們知道現在電動車市場主流的動力電池是三元锂電池與硫酸鐵锂電池，如果按照電解質的實體狀态分類的話，這兩種電池都是典型的液态電池。如果想要消滅裡程焦慮，革新新能源汽車市場，固态電池性能表征就是動力電池發展的目标。固态電池，也被稱為未來锂電池的發展新方向。
動力電池領域流行的選擇三元锂與硫酸鐵锂并不是完美的選擇。三元锂電池，能量密度高，但耐高溫性能差，磷酸鐵锂電池，安全性高，但能量密度上限低。液态锂離子電池總體存在電解液氧化、電極膨脹、高溫失控等安全隐患，隻能犧牲能量密度來換取穩定性。而固态電池可以相容兩者的短闆：既可以滿足能量密度的需求，也可以兼顧安全。
固态電池，因為采用固态物質作為電解質，沒有持續的反應界面，副産物不會溶解在界面裡，是以它會有更好的穩定性和循環特性。同時液态電解質面臨的幹涸和洩露問題也不會存在。這使得固态電池在安全性與壽命周期方面具有遠超三元锂電池與磷酸鐵锂的優勢。
此外，固态電池還具有耐高溫、無腐蝕、體積小、能量密度大的特性，規避了傳統液态锂電池的主要弱點。據介紹，一輛固态汽車的續航裡程可達 1000 公裡，充電隻需要 10 分鐘，随着時間的推移，固态電池劣化也會較少。
全固态電池使用固體電解質相對來說更安全、性能更優，而傳統的液态锂離子電池逐漸不能滿足先進技術的标準：既能提升續航裡程，也更加安全。是以全固态電池成為動力電池界的發展新熱潮。
紛沓而至：占位市場先機
2020年11月，國務院辦公廳印發的《新能源汽車産業發展規劃（2021～2035年）》明确要求，加快固态動力電池技術研發及産業化。據預測，到2030年，全球固态電池市場将超過60億美元（約合人民币383億元），中國市場的占比将超過50％。
固态電池在實驗室中的良好性能名額意味着豐厚的商業價值，這也成為企業加速布局，搶占技術制高點的動力。國内外企業機構等對于動力電池的研發與量産日程都提上了議程。
豐田在動力電池的布局也是較早，豐田的車規級固态電池擁有超過1000項專利，位居全球前列，而且大多是含金量較高的發明專利。在CES2022上，豐田首席科學家兼豐田研究所所長吉爾·普拉特（GillPratt）重申，第一輛采用固态電池技術的豐田汽車将在2025年前後到來。
大衆汽車集團零部件公司首席技術官Thomas Schmall在去年接受采訪時表示，大衆汽車對開發新一代固态電池寄予厚望，公司希望在2025年形成完整的固态電池銷售模式，向市場供應固态電池，并計劃到2030年在歐洲建立6家大型電池工廠，總年産能達到240GWh。
寶馬集團釋出規劃，稱計劃在2030年前實作量産；LG能源也正在開發全固态電池，預計2026年實作量産。
國内固态電池發展的情形，也是如火如荼，技術路線則是全固體與半固體參半。電池界大佬甯德時代此前公開過兩種與固态電池相關的專利，并在去年5月份宣稱，已經可以做出固态電池的樣品，但是距離實作商業化還有很遠的路要走，預計到2030年才會面向市場推出。上汽集團在去年6月釋出消息，稱2025年将推出高安全性、高能量密度、面向商業應用的固态锂電池。
折中選擇瞄準半固态研發的玩家則有衛藍新能源、清陶發展、國軒高科、贛鋒锂電等，雖然他們也有全固态電池的生産線，但已量産的全固态電池主要應用在消費電子、特種電源等領域。已下線的用在新能源汽車上的半固态電池，目前處在驗證測試階段。
蔚來此前宣傳搭載固态電池，讓業内沸騰。上市後，這款所謂的固态電池也呈現最終的真面容，并不是行業内期盼翹首等待的全固态電池，蔚來李斌玩了個商業化的包裝術語，搭載ET7轎車的電池包其實是半固态電池。但噱頭引起的關注與讨論，也讓蔚來的新車出盡了風頭，續航超過1000km的電池讓人們看到了固态電池的潛力。
無論是車企定下的時間表，還是業界研究學者與專家給出的量産時間，都指向了2025與2030，不過目前來說并沒有提前的迹象，以現在實際車企測試的結果，還有向2030年繼續推遲下去的趨勢。我們看到從走出實驗室到規模落地還需要一段蟄伏發展的時間，規模量産的實際落道地阻且長。
規模量産的龜速爬行
相較于其他锂離子動力電池，固态電池的技術名額比較優越，但這些資料也是實驗室裡面的溫室名額。在實際量産的過程中，仍然存在許多尚未攻克的瓶頸。
1.固态電池的技術名額仍需完善。固态電解質的離子導電率較低，充電比較慢，固/固界面接觸性和穩定性差，電解質對空氣敏感等問題。
2.制造技術複雜，生産工藝不成熟。舉例來說，制造固态電池的氧化物和硫化物電解質，屬于多孔隙的陶瓷材料，這類材料的特點就是脆，想要加工成很薄的電解質很困難，稍有不慎就會斷裂。
3.制造成本偏高。全固态電池的制備工藝複雜，且固體電解質較貴，現階段全固态電解質锂動力電池的成本較高。
4.産業鍊尚不完整，難以大規模生産。現階段的固态電池多是實驗室中的溫室産品，實際落地經過測試的電池屈指可數，以現有的工藝水準和裝置能力，成品的良率也無法保障，更不用說大規模的量産上市。
這些現實瓶頸的解決并不是那麼容易。深耕研發固态電池長達數年之久的Fisker，這家美國車企在去年年初表示放棄研發全固态電池，這個決定也意味着多年研究固态電池的努力都打水漂。锂電池獨角獸企業麻省固能（SES）也放棄了全固态電池技術研發，選擇固液混合的半固态電池路線。最後的攻堅階段，這些固态電池中的老玩家選擇放棄，也在一定程度上說明固态電池最後的研發沖刺階段比已經完成的90%的裡程都要艱難險阻。
總之，對于固态電池來說，無論是技術名額上的能量密度、循環壽命、安全、成本等要素，缺少哪一個，都是規模商業化路途的攔路虎。
無論企業是仍然堅持全固态電池路線，還是折中選擇半固态路線，固态電池的技術路線都存在不确定性。行業内的主流觀點認為，半固态電池或許能夠在2025年左右實作大規模量産，但全固态電池完全實作商業化至少還要10年的時間。十年的時間線發展，固态電池最終到底是不是動力電池的終極路線，也沒人能百分百确定。
工業産品從研發到驗證與落地，沒有個十年的時間打底是走不出來的。固态電池從材料到結構再到制造技術仍然處在探索的過程之中。作為新興的動力電池選擇，也需要時間來沉澱與醞釀。如此這般，才能為新能源汽車的裡程長久續航，颠覆革新汽車的百年行業，也為綠色出行的生态建設添磚加瓦。