液态电池，采用电解液作为电解质。电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成。

固态电池，采用固体材料作为电解质。电池主要由正极材料、负极材料、固体电解质组成。

图源：电子工程专辑网

在目前常用的汽车电池中，目前通常使用液态锂电池。但液态锂电池在使用的过程中可能因短路、高温而发生起火。锂离子在反复沉积和析出过程中，金属锂箔表面的锂离子未能充分扩散，生长出锂枝晶，枝晶在电解液内生长，有时候会穿透隔膜，引发漏液，从而引起电路短路，导致电池高温自燃。

固态锂电池电芯内不含电解液，也不需要电解质盐与隔膜，彻底杜绝了漏液引发的自燃问题。

图源：维科网

固态锂电池，相对液态锂电池安全性更高，生产成本更低，封装系统更简单，能量密度更高。固态锂电池有望突破 500Wh／kg 瓶颈，将电动汽车续航里程提高到 1000 公里以上。另外，固态锂电池工作温度范围宽、支持超级快充。

目前，全固态电池技术上存在很多问题，如提高固体电解质的离子电导率，优化固-固界面，提高材料稳定性等。所以尽管全固态电池有很多优点，但距离其真正量产应用还有很长的路要走。

固态电池生产工艺及行业研究现状

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全固态电池成膜工艺

全固态电池主要有四大路线，分别为聚合物全固态，氧化物全固态，硫化物全固态和复合电解质全固态。固体电解质膜为全固态电池独有结构，取代了液态电池的隔膜和电解液，主体为固体电解质。固体电解质的成膜工艺是全固态电池制造的核心。

不同的工艺会影响固体电解质膜的厚度和离子电导率，固体电解质膜过厚会降低全固态电池的质量能量密度和体积能量密度，同时也会提高电池的内阻；固体电解质膜过薄机械性能会变差，有可能引起短路。

湿法工艺

湿法工艺优点：操作简单，工艺成熟，易于规模化生产。

湿法工艺缺点：成本高，且采用的溶剂可能具有毒性，残留的溶剂会降低固体电解质膜的离子电导率。

按照载体不同，湿法工艺可分为模具支撑成膜、正极支撑成膜以及骨架支撑成膜。

模具支撑成膜常被用于制备聚合物电解质膜及复合电解质膜，将固体电解质溶液倾倒在模具上，随后蒸发溶剂，从而获得固体电解质膜，通过调节溶液的体积和浓度来控制膜的厚度。

正极支撑成膜常用于无机电解质膜及复合电解质膜的制备，将固体电解质溶液直接浇在正极表面，蒸发掉溶剂后，在正极表面形成固体电解质膜。

与模具支撑相比，正极支撑可以获得更薄的固体电解质膜和更好的界面接触。

图源：翟喜民等. 全固态电池生产工艺浅析

骨架支撑成膜常用于复合电解质膜的制备，将固体电解质溶液注入骨架中，蒸发掉溶剂后，形成具有骨架支撑的固体电解质膜。

干法工艺

干法工艺是将固体电解质与聚合物粘结剂分散成高粘度混合物，然后对其施加足够的压力使其成膜。

干法工艺优点：不采用溶剂，成膜无溶剂残留，离子电导率高，直接将固体电解质和粘结剂混合成膜，不需要烘干；成本低。

干法工艺缺点：形成的固体电解质膜通常厚度偏大，会降低全固态电池的能量密度。

气相沉积工艺

化学气相沉积，物理气相沉积，电化学气相沉积和真空溅射沉积等气相法制备固体电解质膜。这些方法是在电极上形成超薄电解质膜。气相方法的成本较高，只适用于薄膜型全固态电池。

全固态电池装配工艺

全固态电池通常采用软包的方式集成。叠片可以通过正极，固体电解质膜和负极的简单堆叠实现电池各组件的集成是最适用于全固态电池制备的工艺。按照裁片与叠片的先后顺序将叠片工艺分为分段叠片和一体化叠片。

分段叠片（图a）沿用液态电池叠片工艺，将正极、固体电解质层和负极裁切成指定尺寸后按顺序依次叠片后进行包装；

一体化叠片（图b）是在裁切前将正极，固体电解质膜和负极压延成3层结构，按尺寸需求将该3层结构裁切成多个“正极-固体电解质膜-负极”单元，并将其堆叠在一起后进行包装。

全固态电池，堆叠在一起的各组件之间势必会存在各种各样的界面问题。

对于聚合物全固态电池，可以通过加热解决聚合物电解质膜同正负极间的界面电阻；

对于氧化物和硫化物电解质膜，则需要进行压制处理改善固体电解质与电极之间的机械接触。

固态电池生产工艺及行业研究现状

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固态电池厂家研究现状

固态电池厂家

中国有宁德时代、蜂巢能源，国轩高科，江苏清陶、台湾辉能ProLogium、比亚迪，北京卫蓝、赣锋锂业、无锡海特、星盈科技，金龙羽，万向一二三等。

美国有大众投资的 Quantum Scape、 Cymbet、 Solid Power、Sakti3、Polyplus、Factorial Energy、Sparkz、Ionic Materials、24M等；

新加坡：Solid Energy System(SES)等，

法国有Bollor é等；

韩国有现代、LG新能源、三星SDI，韩国SK Innovation, 浦项制铁等；

日本有丰田、本田、松下等；

厂家	logo	研发现状
宁德时代		2016年，宁德时代正式宣布在硫化物固态电池上的研发路径，预计2030年后实现商品化。2021年1月，宁德时代公开了两份关于固态电池的专利。
比亚迪		在国内固态电池专利数量方面，比亚迪以76项专利居首位，据传固态电池随时可量产装车。
辉能科技		辉能规划2021年完成2GWh的示范线，同时推进固态电池产业园区建设，固态电池的能量密度达383Wh/kg，预计在2023年试产，力争在2026年达到50GW产能。
国轩高科		国轩高科将在2022年开始生产高安全固态电池，2025年后生产出能量密度超过800Wh/L、超过400Wh/kg、循环800次的全固态电池。
蜂巢能源		蜂巢能源联手中科院建设固态电池技术研究中心，计划2025年在量产车上应用能量密度达350-500Wh/kg的固态电池。
星盈科技		2020年7月底，清陶能源总投资55亿元的宜春固态动力锂电池项目一期投产，规划建设年产10GW固态动力电池生产基地。
卫蓝新能源		固态电池一期项目总投资1.8亿元，计划建成年产1亿瓦时固态电池的生产规模。2021年下半年投入生产。
赣锋锂业		赣锋锂业第一代2亿瓦时固态电池中试线已顺利投产，2021年宣布拟投资22亿元建设高比能固态电池超薄锂负极材料项目。
江苏清陶		2018年，清陶能源建成并投产国内首条固态锂电池量产线，2020年建成全球首条固态动力锂电池量产线，实现了由0.1GWh到1GWh的产能升级。
金龙羽		金龙羽公司与锦添翼于 2021 年 8 月 6 日签订了共同开发固态电池协议，拟在五年内投入不超过 3 亿元，与锦添翼共同进行固态电池研究开发。
万向一二三		2019年6月24日，万向一二三和材料公司Ionic Materials对外宣布开发了一款具有高能量密度、高安全且不使用易燃液体电解质的固态电池。
Quantum Scape		Quantum Scape表示将于2024年建立1GWh试生产线，并通过在大众汽车上搭测试，以此来实现其固态电池的商业化量产。
Solid Power		2020年10月，Solid Power宣布生产2Ah的全固态电池（ASSB），能量密度达到320Wh/kg。2020年12月工厂生产20Ah多层全固态锂金属电池。
三星		2020年3月，三星在Nature Energy上发表了硫化物全固态电池文章，这也是目前公开数据中最好的硫化物全固态电池。
LG新能源		LG新能源计划2025年年底实现锂硫电池商业化，并在2025年至2027年间实现全固态电池商业化。
韩国SKI		2018年11月，韩国三大电池企业LG化学、三星SDI和SKI组成联盟，共同开发包括固态电池的下一代电池核心技术。
松下		2019年，松下公司与丰田合作研发固态电池，2019年8月，公司联合比利时微电子研究中心开发出体积能量密度425Wh/L的固态电池。
24M		2019年2月，美国半固态电池公司24M技术宣布已开发半固态锂离子电池，能量密度超过250Wh/kg。24M技术与泰国电力合作将在泰国建设半固态锂电池工厂。

固态电池车企研究现状

固态电池已成为国际上公认的下一代电动车动力电池的技术方向。过去几年间，全球汽车业巨头都在进行这一领域的投资和研发，然而全固体电池技术研发难度太大，目前很难短时间内量产。

车企	logo	研发现状
Fisker		2017年，美国电动汽车公司Fisker开始涉足固态电池领域，曾数次表示即将攻克此难题，但2021年，Fisker宣布已彻底放弃固态电池计划。
蔚来		蔚来声称 ET7 将会在 2022 年的第四季度上市，搭载150度半固态电池包、续航超过1000公里。但只是半固态电池，不是真正的全固态电池。
福特		福特集团在2017年投资Solid Power，2022年开始测试产品，2025至2030年间进入道路实测。
大众		大众集团在2018年向固态电池QuantumScape注资1亿美元，成为最大股东。2020年追加两亿美元。2021年，大众集团宣布会在2025年使用固态电池。
通用		2018年，通用汽车向Solid Energy Systems投资。2021年4月，又向Solid Energy Systems 投资1.39亿美元。2021年10月，在美国设立固态电池研发中心。
丰田		日本丰田，在2020年就已制造出固态电池测试原型车，但真正量产要到2025年。
宝马		2021年4 月，宝马发布固态电池规划，计划在 2025 年前推出固态电池原型车，2030 年前量产。
奔驰		2021年12月，德国奔驰对Factorial Energy投资，2022年2月，奔驰与中国ProLogium达成合作投资，计划未来五年将搭载在乘用车当中。
Stellantis		2021年12月，世界第四大汽车公司Stellantis宣布，与Factorial Energy签署联合开发协议，在2026年引入的固态电池技术。
日产		2022年2月，日产、雷诺和三菱宣布在未来五年内投资230亿欧元(合259亿美元)，目标是在2028年年中实现全固态电池（ASSBs）的大规模商业生产。

纵观全局，如果动力电池企业及车厂研发顺利，预计从2025年开始，就陆陆续续有全固态电池相继面世，一个属于全固态电池的时代即将来临！！！

资料来源：CNKI, 维科网，界面新闻，中国化学与物理电源行业协会等

新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。为了更好促进行业人士交流，艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台，覆盖全产业链，从主机厂，到电池包厂商，正负极材料，隔膜，铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商，欢迎申请加入。

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固态电池生产工艺及行业研究现状

作者lv, mengdie

液态电池，采用电解液作为电解质。电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成。

作者 lv, mengdie

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