萬億市場前景！我國新型電池技術(shù)突破，工信部4大建議指引方向

我國關(guān)鍵電池技術(shù)再迎突破，未來價值萬億的市場，正在緩緩撬動。

在日常生活中，不論是你手里的手機，還是路上跑的車，再或者未來服務(wù)于千家萬戶的機器人，最基礎(chǔ)最關(guān)鍵的部分，就是電池。電池是它們唯一的能量來源，直接決定了續(xù)航時間和使用壽命。

目前這些設(shè)備使用的電池，就是大家都知道的鋰電池。不過鋰電池有一個問題，一直被大家詬病，那就是不安全。近些年來，新能源汽車起火已經(jīng)不是新聞了，隔三差五就會發(fā)生一起，非常嚇人，根源就在鋰電池。

今天在全世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的鋰電池，早晚有一天會被淘汰。但很多先進(jìn)的技術(shù)，目前還超出人類的科技水平。唯一有可能最快替代現(xiàn)有鋰電池的，就是我國取得突破的領(lǐng)域——固態(tài)電池。

其實很多人都知道，固態(tài)電池說到底也是鋰電池。既然如此，為什么固態(tài)電池就比現(xiàn)有的鋰電池更優(yōu)秀呢？

所謂的電池，就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池可以分為4部分，分別是正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜。在放電的時候，電流會從電池的正極流出，經(jīng)過電解質(zhì)流入負(fù)極。這個過程中的電能，就可以供人們使用了。

當(dāng)然，電流也不是無限的，用一會之后，電量（也就是化學(xué)能）耗盡，就不會繼續(xù)產(chǎn)生電能了。為了保持電池能一直使用，等電量消耗得差不多了，再通過充電的方式，將電能轉(zhuǎn)化回化學(xué)能，以供下一次放電。

以鋰元素為基礎(chǔ)的電池，也就是咱們通常說的鋰電池，在反復(fù)充放電方面有非常優(yōu)異的性能，而且能量密度比較高，得以廣泛應(yīng)用，占據(jù)了大量的市場。

根據(jù)電解質(zhì)的不同，鋰電池可以分為液態(tài)鋰電池和固態(tài)鋰電池兩大類。其中，咱們現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的，就是液態(tài)鋰電池；目前正在大力發(fā)展并有望取代液態(tài)鋰電池的，就是固態(tài)鋰電池，簡稱固態(tài)電池。

固態(tài)電池也未必完全不含液體，根據(jù)其電解液的固態(tài)程度，又可以分為半固態(tài)電池、準(zhǔn)固態(tài)電池和全固態(tài)電池。

不論是液態(tài)還是固態(tài)的鋰電池，正極通常都是由含鋰的化合物組成的，比如鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等，負(fù)極目前大部分都是石墨。有化學(xué)基礎(chǔ)知識的朋友就知道，鋰離子是帶正電的，也就是說，電池放電的時候，鋰離子的動向和電流是相反的，也就是從負(fù)極流向正極；充電的時候，鋰離子再從正極回到負(fù)極。

還有一部分，叫隔膜。它的作用，是防止正極和負(fù)極直接接觸，從而導(dǎo)致短路的，目前主要是由多孔的塑料膜制成的，比如聚乙烯或者聚丙烯這樣的高分子材料。

區(qū)分兩種鋰電池的，則是另一個部分——電解質(zhì)。這個電解質(zhì)，有什么門道呢？

咱們知道，電流從正極流向負(fù)極，有一個條件，那就是二者之間的介質(zhì)是要能導(dǎo)電。水本身不導(dǎo)電，但是加入溶質(zhì)，變成溶液之后，就能導(dǎo)電了。通過鋰鹽和有機溶劑組成的混合液體，可以允許鋰離子的順暢移動，這就是目前鋰電池使用的電解液。

不過，導(dǎo)電也不一定非得通過溶液，固體也可以。在充放電的過程中，鋰離子不需要再像在液體溶劑里一樣擴散了，而是在固態(tài)電解質(zhì)的晶格中移動，只是遷移的速度慢了一點而已。

但它有一個關(guān)鍵的優(yōu)勢，那就是安全。像現(xiàn)在這樣的鋰電池，動不動就著火了，誰能不害怕？如果固態(tài)電池得以應(yīng)用，那么就可以放心了。

為什么呢？

液態(tài)鋰電池，目前使用的電解液都是有機溶液，本身就是易燃的。一旦汽車遭遇嚴(yán)重的碰撞，就會導(dǎo)致隔膜破壞，從而發(fā)生短路。短路之后，就會產(chǎn)生火花，這些易燃的電解液變成燃料。而且在某些液態(tài)鋰電池中，反應(yīng)產(chǎn)物里還有氧氣。大家知道，氧氣是助燃物，可燃物加助燃物加溫度全都湊齊了，悲劇就是難免的了。

如果是固態(tài)電池，就不會出現(xiàn)這樣的問題。它直接取消了易燃的電解液，即便發(fā)生短路現(xiàn)象，只要沒有可燃物，火勢也不會太大。而且固態(tài)電池的反應(yīng)過程中，也很難產(chǎn)生氧氣這樣的助燃物。所以，固態(tài)電池即便發(fā)生嚴(yán)重碰撞，著火的概率也要比液態(tài)鋰電池低得多。

固態(tài)電池里的電解質(zhì)，不僅可以取代液態(tài)電池的電解質(zhì)，甚至連隔膜都取代了。隔膜的作用，就是防止正負(fù)極直接接觸誘發(fā)短路的，固態(tài)電解質(zhì)可以直接實現(xiàn)這個功能。

這么看來，固態(tài)電池確實很有優(yōu)勢。可惜的是，它的技術(shù)難度也比較高，比如前面說的鋰離子遷移的速度會比較慢，就像有人比喻的那樣，兩種電池相當(dāng)于鋰離子在水里和在沙子里游泳的區(qū)別，快慢可想而知。

而且，固態(tài)電池的電解質(zhì)和電極的接觸面穩(wěn)定性也難以長期保持穩(wěn)定；物理接觸差會導(dǎo)致固態(tài)電池在組裝后存在較大界面阻抗；目前產(chǎn)業(yè)的不完善還會導(dǎo)致成本非常高。

即便如此，固態(tài)電池取代液態(tài)鋰電池的大勢是不可阻擋的，世界各國仍然在積極尋求相關(guān)技術(shù)的突破，我國也有許多企業(yè)積極發(fā)展固態(tài)電池的技術(shù)。

畢竟，一旦固態(tài)電池取代液態(tài)鋰電池，那么以每年數(shù)以千萬計的新能源車的銷量計算，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模也將達(dá)到萬億級別！

根據(jù)央視新聞的報道，最近，我國科學(xué)家在固態(tài)電池領(lǐng)域取得重大突破，解決了全固態(tài)電池的“卡脖子”難關(guān)，有望將100公斤電池的續(xù)航提升到1000公里以上！

而且，工信部也對固態(tài)電池提出了4點建議，分別是強化技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)、提升產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的韌性、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境以及鼓勵深化國際交流合作。由此可見，固態(tài)電池的發(fā)展已經(jīng)得到高度重視，未來將成為我國重點發(fā)展的科技領(lǐng)域之一。

有機構(gòu)認(rèn)為，今年年底，固態(tài)電池有望小批量裝車試驗，2027年開始全面產(chǎn)業(yè)化。隨著低空、機器人、AI等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，對固態(tài)電池的需求的進(jìn)一步釋放，這個市場前景必將極其廣闊。

而這項技術(shù)優(yōu)勢，我國也志在必得。相信在我國科研人員的不懈努力下，一定可以在這個領(lǐng)域再次書寫世界奇跡。