固态电池自从 2019 年首次被商用进入大众视野，并被认为是下一代电池的未来。

近年来我国也有不少厂商在开展固态电池的研发，从国产的丰德的小批量量产，或者碁渡公司和比亚迪等势头更猛的厂商宣布固态电池也快了，都显示出我国固态电池研发的进步。

然而前不久就有消息称国产固态电池落地时间并不乐观，有分析师指出10年左右的时间国产固态电池才能商业化，并且尽管商业化却未必能超越液态电池。

那固态电池又面临什么难题呢?

为什么它明明技术要求高，但却未必更优越，又会吸引这么多厂商研发呢?

首先我们来看看固态电池的优势在哪?

“固-固”组合的电池虽然从理论上说不起火爆炸是最重要的有害性降低，但更重要的还是它能刻画出一把锯齿，而这个锯齿正好是固态电池独有的三大特点。

一是循环寿命，也就是充放电次数的多寡，这个指标对于电池的使用寿命有着决定性的作用，一款循环寿命好的电池能够很大程度上延长电池的使用年限。

二是充电速率，电池的有用能量主要来源于电池的充电过程，充电速率决定了使用者能够多快充上去多少电从而更好地利用有用能量。

三是安全性，虽然说现在市面上的电池好了充不上也不会爆炸，但是这样看来电池似乎有点副作用，会导致使用者对电池的尊严降低它的安全性要求，一旦爆炸其伤害性更是大大增加。

从现有的数据来看，固态电池的这三项指标几乎都比液态电池好出一个数量级，循环寿命从 500 到 1000 次变成 1000 到 3000 次，充电速率从小时到分钟，能量密度从 200-300W·h/kg、500-700W·h/L变成 600W·h/kg、1000W·h/L。

但是这仅仅是在环境温度、电池容量最大化等唯一条件下，现实中还有很多固态电池的技术难题需解决。

其中最大的两个就是第一，固态电解质的电导率极低;第二，固-固界面群的稳定性差。

电池的电流通过离子传递来完成，所以电解质的电导率决定了电流的传递速度，而离子的扩散迁移速率与电解质的电导率成反比，所以两者可以换算，离子传递速率指标可以直观地体现电解质的电导率。

另一方面，电极化学反应是电池的充放电的关键环节，正负极之间的反应就是在正负极之间的电解质中进行的，而固态电解质在这一点上由于性能限制存在一些不稳定的情况，尤其在正负极之间的固态-固态交界处。

固态电解质的这两点特性其实离不开电解质的结构进行讨论，固态电解质的结构一般都是由离子的网络结构和来连接两个离子的隧道组成的。

而正负极之间的反应就是通过两个电极之间的电解质这个桥接来实现的，所以电极之间的反应主要是发生在两个电解质的交界处的。

固态电池的电极之间只有从正极的一侧离子扩散到负极的一侧，这需要贯通整个固态电解质的腔隙，而现在材料的性能不够导致电极不能通过整个固态电解质，而只能从固态电解质的表面进行，这就会导致固态电解质的脆性上升。

因此，固态电解质的脆性是导致固态电池循环寿命短的主要原因，而固体电解质的制备成本也是固态电池面临的另一个巨大挑战。

液态电池的电解质是溶液状态的，既能形成电极，又不会影响电极之间的交流，而固体电解质的制备则需要在一定程度上控制其成膜厚度，同时还需要在一定程度上保证电极的通透性，这是一个非常困难的问题。

在实际制备过程中，电解质的成膜都会出现边缘的成膜厚度变薄的现象，这样的不均匀状态会对固态电池的循环寿命造成很大的影响，从而导致电池的性能不稳定。

解决这个问题主要有两个途径，第一个是通过调节材料的成核速率来控制电解质的生长，从而提高电解质的均匀性;第二个则是通过表面处理来增加电极的贡献，从而减小电极的通透性。

但是无论是哪一种方法，都需要耗费大量的时间和资源，并且不同的方法都会对固态电解质的稳定性产生巨大的影响，因此这也是固态电池目前面临的巨大挑战。

科技的发展是一个不断迭代的过程，以液态电池为代表的现代电池已经影响了我们的生产生活和社会的发展，但是在未来层出不穷的新能源电池也将会逐渐取代它们。

固态电池从最初的研究开始就备受大家的关注，它不仅具有液态电池的优势，还有很多液态电池不具备的特性。

液态电池的电解质是液态的，因此在充电过程中很容易发生爆炸，并且电解质中还需要添加大量的溶剂，这样很容易导致电池内部易燃易爆的，而固态电池的电解质是固态的，这样不仅保证了电池的安全性，还减少了电池内部的燃烧过程，能够更有效的减少电池的排放。

固态电池在循环寿命方面也具有明显的优势，一般来说，液态电池的循环寿命在500次左右，而固态电池的循环寿命可以达到1000次以上，甚至有人预测固态电池的循环寿命可以达到6000次，这个数字对于液态电池来说基本上算是不可达的高度了。

液态电池的充电速率非常慢，一般需要2-3小时才能充满，而固态电池的充电速率可以达到1-10倍，能够把充电速率缩短到几十分钟。

另外液态电池的能量密度在200-300W·h/kg，500-700W·h/L，而固态电池的能量密度可以达到600W·h/kg，1000W·h/L。

但是固态电池的商业化面临的挑战也是显而易见的，首先是制造成本的问题，由于固态电池使用的贵金属量比液态电池多，制造成本是锂离子电池的4-25倍。

另外固态电池的制造过程也非常复杂，需要对电极进行多次处理，制造过程周期长，因此会导致制造成本和生产线的建设成本更高。

目前固态电池的制造能力还比较有限，每天只能生产50-100台车的电池，这也是固态电池的制造成本高的原因之一。

固态电池的商业化难度主要有以下几个方面，首先是技术问题，固态电解质是固态电池的核心关键技术，而固态电解质的制备需要大量的时间和资源，目前我国也没有形成一定的产业链。

中国目前在这方面的技术积累和产业链建设还比较薄弱，因此中国的固态电解质技术和材料都来自于国外，这导致固态电解质的成本非常高。

另外，固态电解质还存在一些不稳定的微观结构，因此在使用过程中容易出现漏电流和过电压等情况，从而导致固态电解质电池的寿命大大降低。

固态电池的其他材料和工艺也比较复杂，因此制造成本较高，这给固态电池的商业发展带来巨大的挑战。

另外，固态电池技术还面临着一些基础研究的难度，目前很多领域的研究还处于探索和试验阶段，出现的问题也比较多，技术的成熟度还有待提高。

其次是产业基础的问题，固态电池产业的发展需要产业链的支撑，包括基础材料、中间材料、关键工艺等，这就需要大量的资金和人才进行扶持。

目前我国的固态电池产业链还比较薄弱，这使得固态电池的产业化进程受到很大的制约，因此我国需要加强固态电池技术的研发，提高产业链的完整性和联动性。

最后是商业模式的问题，固态电池的商业模式还没有形成一定的规模，这使得固态电池的商业化进程受到制约。

此外，固态电池的商业化还需要考虑到技术、市场等多方面的因素，因此制定合理的商业模式对于固态电池的商业化非常重要。

固态电池的研究和发展远不止我国，欧洲各国、美国、日本和韩国等发达国家纷纷加紧了固态电池的研究。

在全球范围内都十分看好这项技术的未来，世界范围内的企业都非常积极开展固态电池的研究，追求尽早取得优势性，抢占“饼”。

由此可见，固态电池技术在全球范围内都展现出强大的竞争力，国际上的企业都在争先恐后地投入研发固态电池，这表明固态电池技术一旦取得突破，就会引发一场全球性的技术变革。

由此可见，固态电池技术一旦取得突破，将会为不同国家、不同地区的产业创造巨大价值，带来非常可观的经济效益。

尽管固态电池技术在全球范围内都受到高度重视，但我国在这一领域的研究和发展却仍然非常有优势，这主要是因为中国在电动汽车、锂离子电池等领域已经具有非常高的产业化水平，拥有丰富的生产和销售经验。

此外，我国在固态电池研究方面已经取得了一些成果，目前在固态电池的研究和应用方面也处于国际领先地位。

因此，固态电池作为一项新的技术，有着巨大的发展潜力，我国的科研院所和企业都积极响应国家的号召，加快了固态电池的研发和应用。

因此，固态电池的研究和应用将成为未来我国高新技术产业的重要方向，也将为我国的科技创新和经济发展带来重大推动作用。

在不少专家看来，固态电池的商用化也许会比较慢，预计要5-8年才能量产，10年内才有希望实现商用化。

而且还有一件事让固态电池的商用化变得极为不靠谱:液态电池没有做到的事情，固态电池也很难实现。

液态电池在1990年就已经商用起来了，几十年的实践经验，都没能做到