近日，奇瑞在2024奇瑞全球创新大会上宣布，将于2026年全固态电池投入定向运营，并计划于2027年实现批量上市。奇瑞固态电池终于露出了“庐山真面目”，现在奇瑞已经实现了400Wh/kg的能量密度，到2025年将把能量密度提升到600Wh/kg，让纯电汽车的CLTC纯电续航里程突破1500km！

       固态电池的核心是固态电解质（SSE），目前主要分为三个方向：一是聚合物方向，包括PEO固态聚合物、聚碳酸酯体系、PAN体系、聚硅氧基体系等；二是氧化物方向，主要包含薄膜型，非薄膜型，主要发展方向是掺杂同种异价元素；三是硫化物方向，主要有Thio-LISICON型、LGPS型等。

       当前锂电池成熟企业不约而同地选择了硫化物电解质方向，包括刚刚出圈的奇瑞汽车，以及宁德时代、比亚迪、国轩高科、丰田、松下、三星SDI、LGES、SK On等。据不完全统计，选择硫化物路线的电池企业超过50%。

       与氧化物、聚合物等电解质相比，硫化物电解质具有较高的锂离子电导率(室温离子电导率10-3~10-2 S/cm)，其离子电导率最接近液态电解质。同时由于硫化物材料质地柔软，易于机械加工，适合批量制备成高致密度的电解质膜，而且在制备电极时，能够与活性材料保持良好的接触，因此被选为固态电池电解质材料的潜力最大。

        根据结晶状态和具体的晶体结构，硫化物电解质主要可以细分为五种类型，包括玻璃态、玻璃-陶瓷态、Thio-LISICON型、LGPS型和硫银锗矿型。综合热安全特性、成本、工艺成熟度等因素，LGPS型电解质具有较大的商业应用前景。LGPS型电解质不足之处在于金属锗成本较高，且对锂金属不稳定。因此人们尝试使用其他元素替代金属锗，如使用SnS2代替GeS2，用铝和硅生产Li11AlP2S12和Li10Si2PS12电解质。此外，在LGPS结构的基础上制备出的Si、Cl双掺杂的Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3，室温离子电导率为2.5*10-2 S/cm，在提升电导率的基础上，有效降低了成本。

       目前合成硫化物电解质的方法主要包括固相合成法、机械化学合成法及液相合成法。固态电池的大规模商业化为固态电解质的生产企业带来了很大利好。

       正极材料

       正极材料的选取是实现全固态锂离子电池中高性能表现的关键。目前市面上主流的锂电池正极材料有锰酸锂（LiMn2O4）、钴酸锂（LiCoO2）、磷酸铁锂（LiFePO4）和三元正极材料（LiNixCoyM1-x-yO2，简称“NCM”）。正极材料是固态电池的核心部分，三元锂是目前选用最多的固态电池正极材料之一，因为三元锂等材料具有比磷酸铁锂更高的放电平台电压，能够较为有效地提高电池的能量密度；其次三元锂等材料的循环寿命更长，使用寿命更长。

       为了解决NCM正极材料应用在固态电池时容易形成残余锂化合物、阳离子混排、晶内和晶间裂纹及机械完整性受损等问题，人们开发出一些新的合成方法生产NCM，例如通过氧等离子体和氧化剂对正极进行预处理，从而实现富镍正极的过氧化，减少合成过程中的后续相变，提高循环稳定性和倍率性能；在合成过程中将氧化剂与氢氧化物前驱体混合；合成过程中在正极表面引入氧空位避免循环过程中结构失效；制备单晶化的NCM实现更高的机械强度和更均匀的电化学反应，带来更好的循环稳定性；通过离子掺杂改善NCM三元正极材料的性能；构建具有核壳结构和浓度梯度的富镍NCM三元正极材料，即在颗粒核心区域构建具有多边形形状的高镍组分，在壳层区域的组分镍含量则偏低，最外层设计了更高的镍含量，以消除锂脱嵌过程中相变引起的内应力。

       通过新技术的采用，固态电池正极材料生产企业将有机会提升产品附加值，获得更大的市场机遇。

       负极材料

       固态电池负极材料主要包括碳负极材料、硅负极材料和金属锂负极材料。

       碳负极材料成本低、稳定性好，如石墨电极应用广泛。石墨负极的理论容量为372 mAh/g，无法满足高端产品的需求，在固态电池领域预计石墨电极的未来不容乐观。

       硅负极材料因理论比容量室温下约3700 mAh/g，几乎是碳负极材料的10倍，且硅负极具有容量高、安全性好、原材料丰富等优势，被认为是最有潜力的下一代负极材料。当前国内领先的负极材料企业已加速布局硅基负极材料领域。例如贝特瑞公司成功研发出第五代硅碳负极材料，截止2023年底贝特瑞已具备年产5000吨硅基负极材料的能力；杉杉股份公司正在宁波规划建设4万吨/年硅基负极材料的一体化生产基地；璞泰来公司已着手启动1.2万吨硅基负极材料项目建设，计划该项目将从2025年开始分期投产。