固態(tài)電池作為近些年來來新能源研究領(lǐng)域的重要課題一直備受關(guān)注。其發(fā)展進(jìn)程也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

在鋰電池特別是固態(tài)電池領(lǐng)域，中國(guó)是全球主要的技術(shù)來源國(guó)之一。 截至今年5月，全球固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)專利申請(qǐng)量為20798項(xiàng)，其中中國(guó)有7640項(xiàng)，占比達(dá)36.7%；近5年，我國(guó)固態(tài)電池全球?qū)＠暾?qǐng)量年均增長(zhǎng)20.8%，增速位列全球第一。

數(shù)據(jù)顯示，今年前11個(gè)月，我國(guó)電動(dòng)汽車、鋰電池、太陽能電池等產(chǎn)品出口分別達(dá)到2693億元、4194億元和2890億元，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭，相關(guān)產(chǎn)品在全球市場(chǎng)占有率也在持續(xù)提升。

“其中，電動(dòng)汽車方面，我國(guó)新能源汽車銷量排名前十位的重點(diǎn)企業(yè)全球有效專利量已經(jīng)超過10萬件，并且呈逐年快速增長(zhǎng)勢(shì)頭?！鄙觊L(zhǎng)雨表示。

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局將更好發(fā)揮專利在促進(jìn)科技創(chuàng)新和新產(chǎn)業(yè)新賽道發(fā)展中的重要作用，助力綠色低碳技術(shù)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。



中日韓三國(guó)競(jìng)爭(zhēng)仍然激烈

相較于現(xiàn)有成熟的鋰離子電池，固態(tài)電池被認(rèn)為能夠做到更高的能量密度，更輕便，并提高電池的安全系數(shù)。使用可燃性液體電解質(zhì)的鋰離子電池，一旦起火就會(huì)發(fā)生劇烈燃燒，而全固態(tài)電池的電解質(zhì)則使用不易燃燒的固態(tài)材料，提高了設(shè)計(jì)自由度，也使得小型化和輕量化成為可能。

值得注意的是，根據(jù)此次國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布的固態(tài)電池全球?qū)＠麛?shù)據(jù)，中國(guó)位列全球第一的是增速，并不是絕對(duì)數(shù)量。且通常而言，固態(tài)電池目前分為了全固態(tài)電池和半固態(tài)電池，前者的電芯中完全不含液態(tài)電解質(zhì)和隔膜，而后者通常包含部分液態(tài)電解質(zhì)或者使用凝膠狀的特殊電解質(zhì)，被認(rèn)為是全固態(tài)電池的過渡路線。

在被認(rèn)為是可能是“真正顛覆技術(shù)”——全固態(tài)電池的專利數(shù)量上，去年7月《日經(jīng)中文網(wǎng)》的一項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，日經(jīng)新聞與專利調(diào)查公司Patent Result合作，調(diào)查了向日美歐中等10個(gè)國(guó)家和地區(qū)以及世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）等2個(gè)機(jī)構(gòu)提出申請(qǐng)的全固態(tài)電池相關(guān)專利。其中，日本企業(yè)領(lǐng)先。

據(jù)悉，這項(xiàng)研究調(diào)查了從2000年到2022年3月底來自10個(gè)國(guó)家和地區(qū)的申請(qǐng)，在世界全固態(tài)電池相關(guān)的專利數(shù)方面，日本公司在開發(fā)下一代電動(dòng)汽車電源的競(jìng)賽中占據(jù)主導(dǎo)地位：排在首位的是豐田汽車(Toyota Motor)，擁有1331項(xiàng)已知專利，是第2名專利數(shù)的3倍；第2位是松下控股（HD），擁有445項(xiàng)專利；第3位是出光興產(chǎn)，擁有272項(xiàng)。在前5家企業(yè)中，4家是日本企業(yè)，排名第四的三星電子是唯一一家進(jìn)入前五名的非日本公司。

在日本企業(yè)中，豐田自1990年代起開始研究固態(tài)電池，擁有廣泛的應(yīng)用專利，從電池自身的結(jié)構(gòu)到材料、制造工藝。從2016年到2020年，豐田專利數(shù)增加了約40% 。

韓國(guó)企業(yè)也在奮力趕超，在同一時(shí)期，三星的專利數(shù)量增加了一倍多，而LG化學(xué)的專利數(shù)量增加了兩倍。

在技術(shù)的落地方面，豐田汽車計(jì)劃在2027—2028年開始銷售搭載全固態(tài)電池的電動(dòng)汽車，目標(biāo)是充電10分鐘以內(nèi)，續(xù)航達(dá)到約1200公里，這樣的續(xù)航距離相當(dāng)于傳統(tǒng)型電動(dòng)汽車的兩倍，不過目前其又宣布將量產(chǎn)時(shí)間推遲到2030年。日產(chǎn)汽車計(jì)劃在2028年向市場(chǎng)投放搭載全固態(tài)電池的電動(dòng)汽車，本田也計(jì)劃在2030年前投放相關(guān)車型。

國(guó)內(nèi)車企中，對(duì)固態(tài)電池技術(shù)懷有極大野心的車企則有長(zhǎng)安汽車和廣汽埃安。在12月25日，長(zhǎng)安汽車發(fā)布公告稱，12月22 日，長(zhǎng)安汽車與江西贛鋒鋰業(yè)簽署了《合作備忘錄》，雙方將按照“對(duì)等持股、高效運(yùn)營(yíng)”的原則，加快推進(jìn)（半）固態(tài)電池研發(fā)合資項(xiàng)目及制造產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。此前，長(zhǎng)安汽車還宣布，公司開發(fā)的固態(tài)電池將于2025年開始逐步量產(chǎn)應(yīng)用。

不過，業(yè)內(nèi)也多認(rèn)為，全固態(tài)電池的普及，離不開高性能、便宜、容易制造的電解質(zhì)材料。目前，全固態(tài)電池的制造成本是鋰離子電池的4—25倍。由于無法使用現(xiàn)有鋰離子電池的的生產(chǎn)設(shè)備，因此還要尋找低成本的制造方法。 對(duì)于固態(tài)電池仍不明朗的商業(yè)化前景，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高仍然一再力挺?！半姵丶夹g(shù)的創(chuàng)新周期大約是30年，這代鋰離子電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用在2000年左右，預(yù)計(jì)2030年會(huì)有一次全方位的革新。”日前歐陽明高在新能源科學(xué)與交通電動(dòng)化國(guó)際論壇上表示。

在歐陽明高看來，動(dòng)力電池發(fā)展第一個(gè)十年主要解決的是安全問題，目前還在繼續(xù)解決。從2010年開始的第二個(gè)十年，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步龐大，智能化手段推動(dòng)動(dòng)力電池全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)革新。第三個(gè)十年是新材料換代，以固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)為核心的全固態(tài)電池正在研發(fā)中，預(yù)計(jì)2030年成熟。

審核編輯：劉清