目前，在新能源汽車的發展中，動力電池的技術含量決定了一台新能源車是否具備市場優勢的關鍵。而目前市面上常見的新能源車所搭載的電池共有兩種，分別為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。雖然兩者在續航能力與安全性能上各有千秋，但始終都達不到一個最理想的狀態。
那麼，什麼樣的動力電池才能既保證續航又保證安全呢？答案之一就是固態電池。
而前不久，EV視界有幸來到了國內專注於固態和半固態電池領域發展的「新勢力」企業——太藍新能源，專訪了太藍新能源合伙人馬欣，與我們一同分享了太藍新能源在固態與半固態電池技術方面的突破，並對未來行業發展進行了探究。
解決弊端，固態/半固態電池優勢明顯
我們知道，目前在市面上主流的動力電池，不管是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，它們都屬於傳統液態電池。這是因為在這類電池中，正極材料與負極材料之間，除了隔膜外就是需要填充液態電解質了。
馬欣表示，傳統電池的安全問題，最核心的來源就是這個隔膜和液態電解質的存在，這也是為什麼動力電池的電芯要走向固態或半固態化的一個核心原因。
電解液雖然能助力電池內部化學運作中鋰元素的脫嵌與嵌入反應，但是它的化學成分是具有可燃性的，所以當鋰電池在遇到過度充電等情況的時候，電池內部會產生出鋰枝晶刺破隔膜導致電解液產生內短路燃燒。因此，解決電解液的安全性問題，成為了改變電池安全的重要一環。
而固態或者半固態電池，因其中間的固態電解質採用了非液態物質，因此可以有效地抵禦鋰枝晶及熱失控帶來的影響，保證了電池在充電、使用狀態下的安全性。
三種技術路線，太藍為何選擇氧化物？
縱觀市場，就目前的技術而言，固態電池中電解質的種類分為聚合物、氧化物和硫化物。馬欣表示，聚合物固態電池歐美一些廠商在做，聚合物的優點是具備一定的柔性，有利於形成更好的介面物理接觸、降低介面阻抗。但是這種電池因為電導率低、熱穩定差，無法抑制鋰支晶穿刺，所以聚合物固態電池還沒有形成趨勢。
而對於硫化物固態電池馬欣指出，硫化物的電導率高，但硫化物容易與空氣中的水、氧氣反應，產生劇毒氣體，製備工藝複雜，會增加一定的生產成本。
因此，由於各方面發展原因受限，因此商業化的門檻也就隨之被提高了，而這也就是為什麼大多數中國本土企業選擇氧化物線路的原因之一。
太藍新能源在這方面同樣選擇了氧化物固態電解質為發展路線，而這也是在創始人高翔博士在國外多年的技術研究後決定的。馬欣表示，太藍新能源通過自身所擁有的一些核心專利與技術，獨家研發生產氧化物固態電解質，並快速做到了產品商業化的落地，比如太藍新能源的重慶生產製造基地一期，其作為國內首條實現量產的半固態鋰電池產線，其產能達到了0.2GWh。而這個工廠和傳統液態電池生產線重合度高，標準設備占比不低於80%，不需要引入額外的生產環境，所以可以保證其商業化的順利落地。
全固態商業化還需時日，半固態是當下最好的過渡?
近些時段有一家國外車企宣布，將在近年內推出固態電池汽車並會量產，那麼固態電池真正商業化的時代已經來臨了呢？對此馬欣認為，從自己從事行業的技術可行性來講，全固態電池距離真正商業化還是要有一段時間的。
其實，固態電池的發展起步很早，早在上世紀90年代，美國橡樹嶺國家實驗室就造出了全固態電池，而至今還沒有得到有效地商業化落地，其中的原因是一些技術壁壘需要應對，並且最重要的就是生產成本問題。從整車角度來看，其相比於目前的傳統液態電池來說，成本要高出非常多，不在快速可商業化的範疇內。
目前，太藍新能源關於半固態電池研發生產的技術是從全固態電池技術脫胎而來，因為創始人在國外就是從事研發全固態電池，當高翔博士秉承科技報國的理念回國發展後，出於快速商業化的目的，太藍是先將固態電池降維到半固態電池發展的，而這也是與其他企業先做半固態再做全固態的發展路徑是不同的。
話又說回來，因為目前全固態電池的生產成本高，因此現在只適用於一些航天科技或者軍工領域等使應用場景，還沒有實現規模化量產。所以現在來看，如果國內企業要做大規模商業運用還為時尚早，因此推動半固態電池的商業落地，可以看作是一個向全固態發展的過渡期，但這個過渡期時間會比較長。
用技術帶動優勢，為商業化做布局？
當我們談到固態電池時，如果從行業技術來看，其面臨的主要問題就是如何解決介面阻抗帶來的影響。
傳統液態電解質與正負極的接觸方式為液-固接觸，介面濕潤性良好，介面之間不會產生大的阻抗。而固態電解質與正負極之間以固-固介面方式接觸，接觸面積小，緊密性更差，因此介面阻抗較高，會影響鋰離子在介面之間的傳輸。電極材料在充放電過程中的體積變化還會進一步加劇介面的分離和循環性能的惡化，所以就是其實如果不解決這個問題，固態電池其實可能還不如液態電池。
那麼，太藍新能源在面對介面阻抗的問題時，是如何去解決的呢？
面對介面阻抗問題，馬欣表示，我們會在固態電解質和正負極材料之間加入介面柔性層材料，改善介面物理接觸，降低內阻，並且這也是太藍新能源的一個獨有的技術和工藝。
還有就是，基於該技術太藍新能源的固態電解質厚度就可以變得更薄。就目前市場來看，有些電池廠商的固態電解質層厚度較厚，這也就造成了放電速度、電池內阻等性能的降低。太藍新能源的半固態電池，其固態電解質層的厚度非常薄，可以做到3-5微米左右，所以它的電導率足以和液態電池相比，並且還更為安全。
而在面對未來發展，馬欣表示目前太藍新能源的固態電池在應用領域包括四個方向，首先是小動力，比如兩輪電摩，其次更主要是大動力方向，新能源電動汽車，此外我們的應用場景還包括3C和儲能，這4個領域。
另外，我們現在在建的重慶的二期和淮南一期，這些是5GWh的產能儲備，再加上現有重慶一期的0.2GWh產能。現在已有和在建產能是5.2GWh。然後淮南二期還有7GWh的產能儲備，所以總共加起來可能現在有12.2GWh的產能規劃。目前在建的5GWh主要是給車用動力做儲備，淮南一期、重慶二期都是面向大動力（汽車/四輪車）的方向。
寫在最後
可以看出，固態電池作為行業發展的一個最理想的形態之一，不僅承載著對儲能技術變革的責任，更多的是改變我們未來生活與出行的方式，成為推動全球綠色能源發展的新力量。而太藍新能源，通過自身技術的不斷變革，在突破固態電池技術難點的過程中，不斷地樹立起了行業的新標杆，以「固態電池普及者」為己任，成為領軍中國固態電池發展的主力軍。