机遇与挑战并存：全固态电池技术路线解析与应用前景

 9月10日，在“2024中国电池产业创新发展论坛暨能源学人产学研大会”上，SGS通标标准可再生与先进能源首席专家王日明以《多维度审视全固态电池安全性》为题作主题演讲报告。王日明分享了关于全固态电池的安全性经验和观点。全固态电池因其高能量密度和安全性而受到广泛关注，但在实际应用中仍面临诸多挑战。

全固态电池的行业动态与挑战

近年来，全固态电池技术成为了媒体关注的热点，尤其在两会期间，南开大学的陈院士公开表示，未来1至2年内有望突破600Wh/kg。与此同时，国内外的多家企业也在推进全固态电池的开发，部分样品已经进入车厂验证阶段。然而，尽管技术前景广阔，但业内对全固态电池产业化的进展仍存疑。例如，宁德时代董事长在世界动力电池大会上表示，全固态电池技术目前的成熟度大约为4（满分9），表明其产业化进程仍有许多问题需要解决。

全固态电池的技术路线多样，包括氧化物、硫化物、聚合物以及卤化物体系。每种体系的特性决定了其潜在的发展方向。以聚合物为例，尽管其综合性能略显不足，但其在研发上的潜力巨大，尤其是在能量密度和充放电性能的提升方面，仍有许多值得探索的空间。

全固态电池的高能量密度和安全性主要源于其固态电解质的特性，取消了传统液态电解质，理论上提高了安全性。然而，安全性问题依然存在，特别是在实际应用中的复杂环境下。我们需要考虑的因素包括力学、电学、热安全以及环境可靠性等。

氧化物全固态电池面临的主要问题在于其较大的电阻，这可能导致充放电过程中功率损耗和温度升高。固态电解质的高电阻性使得温度管理成为关键问题之一。

硫化物固态电池在与空气接触后容易产生硫化氢气体，这种气体具有剧毒性，因此在实际应用中可能引发健康和环境问题。此外，硫化氢气体还可能对元器件造成腐蚀，尤其是在储能设备中使用的银电感器件中，这一问题尤为突出。

聚合物全固态电池在低温下表现不佳，部分聚合物体系需要维持在60°C至70°C的高温工作环境。虽然一些企业通过自放电保温技术解决了这一问题，但这也导致了充放电效率的下降，特别是新生效的欧盟电池法规对于电池充能量效率会有管控要求，这一因素可能限制其广泛应用。

解决之道：合理规划应用场景

面对上述挑战，解决问题的关键在于选择合适的应用环境。例如，硫化物全固态电池在室外或无人机等低空经济场景中可能更加适用，从而避免在不适合的工况下浪费资源。同时，未来的新技术不仅需要突破现有的安全标准，还需要在实际应用中不断验证和优化。新技术的发展不仅要明确其优势，也要清楚其局限，避免不必要的资源浪费。