2018年底，一家成立于2010年的半固態(tài)鋰電池研發(fā)企業(yè)美國24m公司宣布，已收到日本京瓷集團（Kyocera Group of Japan）和全球貿(mào)易公司伊藤忠商事（Itochu）提供的2180萬美元D輪融資。
這家公司是由臺灣科學(xué)家蔣業(yè)明博士在中國創(chuàng)立的，他與美國鋰-鐵-磷酸鹽電池的前行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者A123分離后成立的。該公司已宣布將于2019年開始建設(shè)一個小型工業(yè)工廠，并希望在2020年前交付第一批產(chǎn)品，以開發(fā)價格合理的電動汽車用高能量密度電池。
24M是新一輪全球動力電池行業(yè)競爭的縮影。在全球范圍內(nèi)，中國、日本、韓國、德國、法國、美國、英國、澳大利亞和其他國家的許多汽車和電池公司都在押注固態(tài)電池，以打造下一個超級明星公司。
那么，為什么固態(tài)電池如此受歡迎呢？
固態(tài)電池，即使是帶有固體電極和固體電解質(zhì)的電池，也是當(dāng)今市場上最常見的鋰離子電池，通常含有液態(tài)電解質(zhì)。
與鋰離子電池相比，固態(tài)電池具有能量密度高、安全性能好等優(yōu)點。
中國科學(xué)院物理研究所研究員、固態(tài)離子學(xué)研究組組長黃學(xué)杰表示，固態(tài)鋰電池以金屬鋰為負(fù)極，固體無機或高分子材料為電解質(zhì)，其能量密度比鋰電子電池高20%-30%。使用相同類型的陰極材料。
除了能量密度，安全性是固態(tài)電池的一大優(yōu)勢。中國科學(xué)院青島生物能源與工藝研究所副研究員董善木說，液態(tài)鋰電池中使用的液態(tài)有機電解質(zhì)是易燃易爆的，用固體電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì)是提高鋰電池安全性的最有效途徑之一。
清華大學(xué)材料學(xué)院副教授李亮亮表示，固體電解質(zhì)不易燃，不會產(chǎn)生液體電解質(zhì)。因此，它不具有腐蝕性。這是解決電池安全問題的有效方法，也符合未來電池發(fā)展的趨勢。同時，固體電解質(zhì)的高機械強度也能有效地抑制鋰枝晶在電池循環(huán)過程中的穿透，使鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用成為可能。
根據(jù)固態(tài)電池中固體電解質(zhì)的狀態(tài)，固態(tài)電池可分為固態(tài)電池和半固態(tài)電池。前者是純固態(tài)電池，但電池中有少量液態(tài)電解質(zhì)。后者是半固體電解質(zhì)和半液體電解質(zhì)，如上述24M產(chǎn)品。
固態(tài)電池雖然具有高安全性、高能量密度、高循環(huán)時間和相對輕的特點，但存在一系列的問題，如界面阻抗高（電解質(zhì)與材料之間的固體-固體界面，不利于鋰離子的傳輸）、充電困難（高阻抗、低電導(dǎo)率）。導(dǎo)電性導(dǎo)致高內(nèi)阻）和高成本有待解決。金邦資本合伙人王榮進對此進行了分析。
中國科學(xué)院青島生物能源與工藝研究所研究員崔光磊認(rèn)為，固態(tài)電池仍處于研發(fā)階段。主要原因是固態(tài)電池具有容量衰減、內(nèi)阻增大、內(nèi)部短路、熱失控、日歷等故障行為，降低了電池的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全性和可靠性。
從實際出發(fā)，青島新能源材料研究所所長何泓材認(rèn)為，固態(tài)電池開發(fā)生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)主要在于開發(fā)離子導(dǎo)電性高、阻抗高、固態(tài)接觸界面穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)材料，以及固態(tài)電池專用設(shè)備的研制。只有找到解決這些挑戰(zhàn)的方法，固態(tài)電池才能大規(guī)模生產(chǎn)。
許多初創(chuàng)企業(yè)可能只有一兩個解決方案，但最終未能實現(xiàn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。
王榮進認(rèn)為，固態(tài)電池應(yīng)用的演進路徑是：首先在消費電子領(lǐng)域普及，經(jīng)過全面驗證，再經(jīng)過1-2年的車輛測試和驗證，才能真正應(yīng)用于汽車，這個過程至少需要5-7年。
