最近，小米公佈了固態電池科技，其能量密度突破1000Wh/L，如果採用固態電池，小米13以4500mAh的體積能裝下6000mAh。對比一下現時日本研發的鋰金屬固態電池能量密度高達417Wh/kg、935Wh/L，那麼小米1000Wh/L其能量密度大約為446Wh/kg。
那麼這是一個什麼水准呢？
特斯拉Model 3（進口版）為300Wh/kg、保時捷Taycan為270Wh/kg、Model X為186.2Wh/kg、特斯拉Model 3為168Wh/kg、比亞迪EV為150Wh/kg、五菱宏光MINI EV為130Wh/kg。
市面上的電池能量密度平均值在160Wh/kg，而固態電池的能量密度是其兩到三倍，也就是說電動車的續航可以輕鬆超過1000公里。這項科技究竟是如何做到的呢？下麵筆者將系統性的介紹固態電池的內容。
固態電池的優劣勢
全固態電池是鋰離子電池的一種，在鋰離子來回移動的通道上採用固態電解質，取代現有電池的電解液。現有電池的電解液採用有機溶劑類資料，存在起火的可能性，在安全性上存在問題。
動力電池的安全性即與液態電解質息息相關，而固態電池採用固態電解質，其具有絕緣性好、不易燃、不揮發的特點，可顯著提升安全性。
全固態電池不使用可燃性電解液，安全性更高。全固態電池還無需被稱為隔離層的零部件，能减少零部件個數，降低製造成本。
此外，固態電池的適用溫度範圍更廣，迴圈使用壽命更長。去年9月，哈佛大學團隊開發了一種新型固態鋰金屬電池，在實驗室中，該團隊的電池原型在生命週期內可迴圈超過1萬次，是普通液態電池迴圈次數的數倍之多。
能量密度、充放電倍率效能、成本、安全性和迴圈壽命都是電池的關鍵名額，一般在某個階段可以取得一個或幾個名額上的重大突破，但必須同時滿足所有名額要求才能實現量產，難度極大。
並且固態電池的電導率、備工藝科技、產業鏈配套、製造成本都是難點，有估算稱現時達到一般鋰離子電池的4倍以上。
固態電池的專利集中在日韓手中
根據日經中文網報導，固態電池專利豐田高居首位，是第2名專利數的3倍。第2比特是松下控股（HD），在前5家企業中，4家是日本企業。
第一的豐田達到1331件。第2比特是松下控股（445件），第3比特是出光興產（272件），日本企業壟斷了前3名。在前10家企業中，6家為日本企業。不過近年來，韓國三星電子和LG化學等海外企業也在迅速追趕。
日本TDK等已實現小型電池的商用化，但車載電池仍處於試製階段。被認為可將續航距離延長至2倍，充電時間控制在3分之1。
此外，2020年歐洲推出了《電池2030規劃》及《2030電池創新路線圖》，由歐盟多國共同出資32億歐元用於發展固態電池；美國在2021年發佈《鋰電池2021-2030年國家藍圖》，並宣佈撥款2.09億美元支持相關科技研究。
國內固態電池的進展
不可否認，固態電池的出現是針對現時液態鋰電池的缺點進行的，有望從根本上解决鋰離子電池的安全性和能量密度等問題。
固態電解質耐高溫、耐擠壓針刺，同時無腐蝕性，不易揮發，不存在漏液問題，鋰枝晶在固態電解質中生長緩慢且難刺透，極大降低了電池熱失控風險，電池自燃或者爆炸的概率顯著减小。
雖然我國在固態電池方面起步比較晚，專利方面並不足，日韓依舊在領先地位。不過，國內的企業產品落地很快。
根據國際儲能匯總，去年11月，清陶能源與北汽福田聯合開發的首套量產商用車固態電池系統已完成調試、正式下線。2022年11月，蔚來汽車的電池供應商衛藍新能源首顆固態動力電芯已正式下線。
今年2月14日，總投資100億元的15GWh清陶能源動力固態電池儲能產業基地正式簽約落地成都市郫都區，首條生產線設計產能1GWh，預計首批半固態電池將在近期正式下線。
寧德時代專注於硫化物電解質開發，固態電池的專利有24項。國軒高科、孚能科技、當昇科技等企業在固態電池科技均有一定的突破。
此外，日本將在2025年製造第一批無液體、成本較低的固態電池，並計畫於2028年生產一款由固態電池驅動的全新電動汽車。
TrendForce集邦諮詢統計，2022年全球新能源車（包含純電動車、插電混合式電動車、氫燃料電池車）銷售量約1065萬輛，其中純電動車為789萬輛，同比增長68.7%中國和西歐仍為兩大主要市場，但市占率差异再擴大，中國占63%市場，西歐占29%。
可以看到，在鋰電池的應用方面，我們擁有全球最廣袤的市場，汽車廠商有持續的活力去開發新的電池科技，研發的進度會非常快。
