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在全固态金属锂电池领域，国外布局较早，但国内产业发展正在提速。本文从政策环境、企业布局、技术进展等方面，对我国全固态金属锂电池产业的发展现状及态势进行介绍。
我国直接针对固态电池行业的相关政策较少，对固态电池行业影响较大的政策主要围绕“推动锂电池行业的发展”和“促进新能源汽车动力电池升级”两方面展开。相关政策通过制定产业规划、规范行业标准、修改补贴制度等方式，间接地对固态电池行业施加影响。根据国务院办公厅2020年印发的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，在“新能源汽车核心技术攻关工程”中明确要求“加快固态动力电池技术研发及产业化”。 这意味着固态电池产业化已上升至国家战略层面。
锂离子电池及相关产品的制造技术属于我国优先发展的技术领域。近年来，我国出台一系列政策规划以推动锂离子电池制造水平的进步以及技术的发展（表1）。全固态金属锂电池作为“后锂电池”，其能效更加符合我国对锂离子电池的期望，相关产品与技术的发展也受到我国锂电池相关政策的深刻影响。
表1 锂电池相关政策解读
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政策 |
发布时间 |
解读 |
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《锂离子电池行业规范条件》 |
2019年1月 |
规范从事正极材料、负极材料、隔膜、电解液（含电解质）、单体电池、电池组等生产企业 |
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《“十三五”材料领域科技创新专项规划》 |
2017年4月 |
将锂离子电池作为先进能源材料成为国家重点战略新材料 |
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《轻工业发展规划（2016-2020年）》 |
2016年8月 |
加强高性能动力锂离子电池正、负极材料，电池隔膜材料、电解液材料、添加剂的研发与应用；提升锂离子电池自动化生产工艺与装备制造水平 |
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《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 |
2016年1月 |
建设具有全球竞争力的锂电池产业链，完善锂电池研发体系，加快锂电池创新中心建设，突破高安全性、长寿命、高能量密度锂离子电池等技术瓶颈 |
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《国家重点新产品计划优先发展技术领域》 |
2009年10月 |
锂离子电池以及相关产品和技术列入优先发展技术领域 |
我国对新能源汽车动力电池产业和技术的发展也制定规划与要求，还对新能源汽车的补贴和积分情况进行大规模的调整（表2），迫使相关产业不断追求动力电池能量密度和续航能力的提升，间接推动具有高能量密度和强续航能力的固态电池的产业发展。
表2 新能源汽车动力电池相关政策解读
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政策 |
发布时间 |
解读 |
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《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》（修订） |
2020年6月 |
不再将纯电动乘用车车型的积分核算权重放在单车型的续航里程上，而是综合考虑整车续航水平、整车电耗水平、电池能量密度等因素，对新能源汽车动力电池的能量密度和续航能力提出新的要求 |
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《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》（征求意见稿） |
2019年12月 |
提出实施动力电池技术突破行动。开展正负极材料、电解液、隔膜等关键环节前瞻技术研究，加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关，加快全固态动力电池技术研发及产业化 |
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《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 |
2019年3月 |
对于续航里程250公里以下以及电池系统能量密度要求低于125Wh/kg的纯电动乘用车取消补贴，对于续航250公里到400公里的纯电动乘用车补贴降低至1.8万元，对于续航400公里以上的纯电动乘用车补贴降至2.5万元 |
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《促进汽车动力电池产业发展行动方案》 |
2017年3月 |
持续提升现有产品的性能质量和安全性，进一步降低成本，保障高品质动力电池供应；大力推进新型锂离子动力电池研发和产业化 |
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《中国制造2025》 |
2015年5月 |
到2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg（约为当前乘用车动力电池单体平均水平170Wh/kg的2-3倍） |
资料来源：前瞻产业研究院，《2020年中国固态电池行业研究报告》
我国新能源汽车产业的发展，大力推动了动力电池行业的发展。在固态锂电池研究方面，我国虽然不及日本、德国、美国等发达国家起步早，但越来越多的企业已经参与其中。参与主体包括中科院化学所、中科院青岛能源所、中科院宁波材料所等研究机构以及赣锋锂业、宁德时代等电池企业，还有一些企业跨界投资，如以汽车零部件为主的万向集团、新能源汽车生产商比亚迪等（图1）。其中，宁德时代、比亚迪等少数企业已涉足全固态金属锂电池的研究开发。
图1 中国主要固态锂电池研究企业和机构分布图
资料来源：前瞻产业研究院，《2020年中国固态电池行业研究报告》
2016年，宁德时代正式宣布在硫化物固态电池上的研发路径。目前，容量为325 mAh的聚合物锂金属固态电池能量密度达300 Wh/kg，可实现300周循环，容量保持率达到82%。全固态电池还在开发中，预计2030年后实现商业化。
比亚迪同样于2016年确定固态电池为未来发展方向的基调。2018年1月，比亚迪推进固态电池项目商用，并将固态电池作为下一步研发重点，积极推进相关产品的产业化研发应用。据悉，比亚迪的全固态锂金属叠片电池的配方和制备工艺确实已经开发完毕，并在持续优化中。
国轩高科在日本研究院开展相应的固态电池技术研发，公开固态电池时间表，表示两年内引入相关技术，2022年开始进行固态电池技术的迭代升级，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。
由于全固态金属锂电池还存在一些现实的技术难关，国内高校和研究机构积极开展技术攻关，为企业实现全固态金属锂电池商业化扫清障碍。
中国科学技术大学马骋教授团队研发了氯化锆锂新材料，克服了锂电池固态电解质材料生产成本和综合性能难以兼得的重大瓶颈，相关成果在2021年7月发表于《自然·通讯》。马骋团队研发的氯化锆锂是首个基于四价阳离子的高性能氯化物固态电解质，它在成本和性能两方面均具备显著优势，为全固态电池商业化扫清一大障碍。然而，氯化锆锂对于金属锂负极的稳定性不好，这一不足之处需要改进。目前，该团队正在试图提升氯化锆锂对金属锂的稳定性以及研发基于氯化锆锂的高能量密度软包电池，不断优化全固态锂电池性能。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源实验室与美国麻省理工学院李巨教授合作，首次提出采用全电化学活性电极构建全固态电池的新思路。通过采用高电子-离子混合导电活性物质作为正极实现100%全活性物质全固态电极，与金属锂负极搭配，构建出高能量密度全活性物质全固态电池，在该类新型全固体金属锂电池中材料层面的能量密度可以在电极层面得到100%发挥。该研究成果于2021年发表在《先进材料》。
