固态电池由于能量密度高、安全性能好等优势，一直被视为未来取代普通锂离子电池的候选人之一。
近日，汽车公司菲斯克扔下一颗重磅炸弹：其最新申请的固态电池专利能将新能源汽车续航能力提高到804公里，几乎是现有新能源汽车续航里程极限的两倍。
不仅如此，该电池的充电时间缩短至1分钟，和加油站类似。
考虑其逆天的参数，虽然离量产还有一段时间，在动力电池行业掀起革命已经是大概率事件。
除了菲斯克，多家嗅觉敏锐的国内外企业和机构已经着手研发固态电池。
对于在普通液态锂电池上已经建立优势的中国企业而言，既是艰巨的挑战，也是难得的机遇。
但在具备千亿市场空间的锂电市场，笑到最后的一定是保持冷静和谦逊的公司。
一
据美国Autoblog网站和《英国每日邮报》报道，电动汽车制造商菲斯克(Fisker Inc.)近日申请了一项固态电池专利，不仅可将电动汽车的续航能力提高到令人震惊的804公里，而且充电时间也缩减到短短1分钟。
菲斯科宣称，新电池将采用三维实体电极，提供相当于当前锂离子电池2.5倍的能量密度。
在成本方面，由于材料和制造方面的进步，它的成本仅为常规锂离子电池2020年预计成本的1/3。
消息一出，立即惊诧了整个新能源汽车圈子。要知道，目前液态锂电池的充电时间以小时计，配套的电动汽车续航里程很少能够超过400公里。
例如，特斯拉的Model 3标配版续航354公里，顶配版续航499公里，在家里或公共的240伏充电器上充满大约需要7-8个小时。
如果消息为真，这种固态电池带给电动汽车行业的将是革命性的变化。
而对于现有的液态锂电池生产巨头而言，这是一个不太妙的消息。
目前传统锂电池正遵循有序可预测的路径推进成本的下降和高端产能的扩张。这也意味着，无论材料或技术怎样突破，对电池性能的提升有限，在原有的理论框架之内。
固态电池这个半路杀出的程咬金就不一样了。构建自不同的理论体系，它将带来许多不可预料的变化。如果其性能真的如菲斯克所言那么优良，那么这些厂家就面临两难的抉择：
1、继续专注于液态锂电池的研发。优势是成本下降、性能提升路径清晰，劣势是未来可能被固态电池弯道超车，遭遇毁灭性打击；
2、分出更多精力进行固态电池的研究。但可能遭遇研发瓶颈。即使有突破，抛弃原有产业线、“壮士断腕”也不容易做到。
不过，动力电池厂家目前也不用太过心急。
据规划，菲斯克的这款固态电池预计在2023年实现批量生产。其商业化的路上还包括诸多“拦路虎”：电极电流密度低、使用的温度范围有限、可用的材料有限、成本偏高，以及制造工艺复杂等。
从现在开始到2023年内的这五年里，很多事情都可能发生。因此，短期来看，液态锂电池作为电动汽车最优选择的地位难以被撼动。新能源产业链上的相关公司有足够的时间进行从容的布局。
然而，从长远来看，固态电池取代液态锂电池是大概率事件。关于此类讨论早已有之。只不过这一次，菲斯克的突破让人不得不怀疑，狼是否真的来了？
先来了解一下固态电池。其工作原理及组成单元（正极、负极、电解质）和传统锂电池并无二致。和采用有机电解质的液态锂电池相比，它最大的不同在于采用聚合物、无机物等固体电解液。
液态电解质易燃易爆，在充电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜，引起电池短路，造成安全隐患。
事实上，菲斯克此前之所以会破产并慢慢销声匿迹，在很大程度上就是因为其频繁出现的电池起火事件以及其他故障。
而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发，不存在漏液问题，同时克服了锂枝晶现象，因而具有极高的安全性。
此外，固态电池的能量性质优良，其能量密度基本可达300-400Wh/kg，预估最大潜力值达900Wh/Kg。
对于动力锂电池的能量密度，各国政府先后制订了研发目标，例如日本政府的目标是2020 年达到250Wh/kg，2030年达到 500Wh/kg；美国2020年的目标是350Wh/kg。中国确定的技术目标是2020 年达到300Wh/kg，2025 年达到400Wh/kg，2030 年达到500Wh/kg。
目前液态锂电池的能量密度存在天花板（大约为350 Wh/kg），为了达成目标，固态电池就成了极佳的突破口。
“如果能量密度进一步提高，大于500 Wh/kg的话，从现在开始就要考虑固态锂电池，以及锂空气电池、锂硫电池等新的电化学体系探索研究”，中国工程院院士陈立泉在谈到电池的未来发展时表示。
此外，固态电池还具有循环性能强（45000次左右）及适用范围广等优点。在不少人心目中，它是电动汽车最为理想的电池之一。
然而，固态电池也有缺点。
全固态电池主要面临以下几大技术难题：固态电解质与正负极之间界面阻抗过高、固态电解质电导率偏低、材料成本制备成本昂贵等。
因此，现在的固态电池离商业化还比较远，如果要和普通锂离子电池在传统市场上竞争，并没有太大的优势。
菲斯克也表示，其正在解决固态电池在商业化道路上遇到的其他障碍，比如低温环境下电池的性能等。
对于这些难题，已经不断有企业和科研机构提出相应的解决方案。
例如中科院青岛生物能源与过程研究所针对固固界面阻抗过大的瓶颈问题，创造性地提出“原位自形成固态电解质”的解决方案，有效降低界面阻抗和提升电池综合性能。它已开发出6Ah大容量三元固态锂电池，并成功用于深潜器。
业内人士指出，一旦技术得到整合应用，固态电池将能实现产业化，并通过规模化生产大幅度降低生产成本。据Sakti3创始人Ann Marie Sastry表示，一旦规模化生产，固态电池成本有望降低至100美元/kwh，仅为液态锂电池的一半左右(液态锂电池的成本大约在200~300美元/kwh)。
解决完商业化的难关，固态电池取代普通锂电池只是时间问题。
三
由于固态电池代表锂电池未来的一个进化方向，已有多家国内外企业开始布局。
日韩：
1、 日立
日立公司研究人员宣布其固态电池技术已经研发完成，新一代电池可以抵御外太空极端温度，并且已经将这种电池送到了航天部门和企业进行使用实践，声称要在三年后的2020年量产上市。
事实上，日立在前沿科技上一直保持着领先地位，日立已经开发出了一款续航约400公里的纯电动汽车（EV）用锂离子电池技术。
2、 丰田
丰田计划于2020年用固态电池取代锂电池。丰田高管表示，公司将于2020年全面实现全固态电池商业化，并在未来几年内使用锂空气电池。
3、 三井
2016年 11月24日，三井金属发布了下一代的锂离子二次电池的“全固态电池”用的硫化物固态电解质。三井金属将会与电池厂商和汽车厂商等合作，到2020年将实现量产化。
4、 三星
三星研究所利用硫化物类固体电解质试制出2000mAh、175Wh/kg的压层型全固态二次电池。
欧美：
1、 博世
德国汽车零部件巨头博世(BOSCH)，2015年收购美国电池公司“Seeo”。据悉，该公司已经研发出能够提升电动汽车2倍续航能力的新一代固态锂电子电池。
2、 大众
大众CEO穆伦表示，他们已经在计划下一代电动车中嵌入里程超过1000公里的固态电池，并将在2025年量产。
3、 Sakti3
2015年获得英国富豪詹姆斯-戴森(JamesDyson)1500万美元的投资，其开发的固态电池以陶瓷为电解质，金属锂或锂类合金为负极，能量密度达1000wh/L，目前仍处于研发阶段。
4、 Bolloré
其子公司法国BatScap产业化的全固态二次电池（LMP），目前已批量应用在法国的EV共享服务汽车“Autolib”和小型电动巴士“Bluelus”，总应用超过3000辆。
中国：
1、 宁德时代
CATL在硫化物固态电池方面比较成熟，目前正加速开发EV用的硫化物全固态锂金属电池研发的步伐，并在规模化生产上提出了初步的工艺路线。
2、 珈伟股份
11月17日珈伟股份表示“目前锂电池工厂已进入设备的安装调试阶段，预计12月中下旬将正式投产，即将量产的电池主要为快充的类固态电池。”
3、 国轩高科
国轩高科9月29日在深交所互动易平台上称公司已在日本研究院开展固态电池技术研发，将尽快推进相关产品研发进度。
此外，媒体报道过的有意在固态电池上进行布局的国内企业还有坚瑞沃能、当升科技、赣锋锂业等。
虽然国内动力电池企业在新技术上保持了敏锐的嗅觉，但此次菲斯克的突破也给诸多企业敲响了警钟。
2017年前三季度，全球动力电池出货量排名前十的企业中中国企业占据六席，优势非常明显。但应当看到的是，作为高科技行业，技术的重大突破很容易引发整个行业的洗牌。
日本企业的他山之石非常典型。很多业内人士认为，日本由于发展路线原因，纯电动汽车技术已经落在了后头。
但从丰田2022年量产固态电池、GS Yuasa2020年续航翻倍上就可以看出来，未来的新能源市场，在固态电池上发力的日本依旧可能是巨头，和中国企业形成竞争。
由此可见，新能源汽车的发展不会一帆风顺。历史上很多例子说明了，一个看似稳固的行业离颠覆只差三天。居安思危才是各动力电池厂家应持的态度。
