近期，固態(tài)電解質(zhì)膜技術(shù)成為鋰電池行業(yè)的焦點(diǎn)。11月，星源材質(zhì)公司宣布與大曹化工和中科深藍(lán)匯澤在固態(tài)電解質(zhì)膜領(lǐng)域達(dá)成合作，而太藍(lán)新能源公司則推出了“無(wú)隔膜”固態(tài)電池技術(shù)。這些動(dòng)態(tài)引發(fā)了業(yè)界對(duì)固態(tài)電解質(zhì)膜是否能成為鋰電池產(chǎn)業(yè)新環(huán)節(jié)的討論，以及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)。

星源材質(zhì)與大曹化工的合作中，大曹化工提供聚合物材料，星源材質(zhì)則負(fù)責(zé)加工并交付半固態(tài)電池隔膜。與中科深藍(lán)匯澤的合作則聚焦于固態(tài)電解質(zhì)膜的聯(lián)合開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及銷(xiāo)售，星源材質(zhì)還提供工廠建設(shè)和體系搭建支持。中科深藍(lán)匯澤依托中科院青島生物能源與過(guò)程研究所的技術(shù)力量，在新型聚合物基固態(tài)電解質(zhì)、剛性骨架支撐材料和原位固化工藝等方面取得突破，為固態(tài)電解質(zhì)膜產(chǎn)業(yè)化提供了研發(fā)基礎(chǔ)。

固態(tài)電解質(zhì)膜的應(yīng)用邏輯在于其在固態(tài)電池中的角色，既可以是涂覆于基膜、極片或其他支撐材料上的固態(tài)電解質(zhì)，也可以是通過(guò)傳統(tǒng)隔膜工藝制備的膜。前者利用現(xiàn)有隔膜量產(chǎn)工藝，后者雖面臨多重挑戰(zhàn)，但在環(huán)保與成本控制上具有長(zhǎng)期潛力。太藍(lán)新能源的“無(wú)隔膜”固態(tài)電池技術(shù)，實(shí)際上是用固態(tài)電解質(zhì)膜替代傳統(tǒng)鋰電隔膜，提供均勻界面并適應(yīng)形變，是固態(tài)電解質(zhì)在電池中的重要存在方式。

固態(tài)電解質(zhì)材料技術(shù)的掌握和鋰電隔膜產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)，是這一品類(lèi)成型、量產(chǎn)的中堅(jiān)力量。目前，這些企業(yè)既協(xié)同推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，也在研發(fā)、產(chǎn)能等方面展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。

固態(tài)電解質(zhì)膜是否有成為獨(dú)立環(huán)節(jié)的可能性，取決于電池廠商的研發(fā)進(jìn)展和方向選擇。部分企業(yè)直接使用固態(tài)電解質(zhì)涂覆在正負(fù)極上，而一些則通過(guò)獲取電解質(zhì)膜進(jìn)行熱壓或轉(zhuǎn)印。今年，固態(tài)電解質(zhì)膜產(chǎn)品需求主要來(lái)自向下游客戶(hù)送樣，出貨規(guī)模不大。

固態(tài)電解質(zhì)的“使用方法”還包括將固態(tài)電解質(zhì)包覆在正負(fù)極顆粒表面以減少副反應(yīng)、降低阻抗；或?qū)㈦娊赓|(zhì)粉體共混于活性材料或聚合物等之中，直接提高材料整體的兼容性；以及近年來(lái)成為業(yè)內(nèi)熱詞的原位固化。相較于涂覆，包覆、共混、原位固化均更集中于內(nèi)部而非表面兼容性的改良。

從公開(kāi)論文和專(zhuān)利來(lái)看，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)于以上方案都保持著共存和開(kāi)放的心態(tài)，因此對(duì)于材料企業(yè)來(lái)說(shuō)，同時(shí)布局固態(tài)電解質(zhì)粉體、漿料和電解質(zhì)膜更具綜合優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際上也是對(duì)企業(yè)研發(fā)、資金實(shí)力的考驗(yàn)。

在2024高工鋰電年會(huì)上，參會(huì)企業(yè)也對(duì)于這一議題展開(kāi)了探討。如藍(lán)廷新能源認(rèn)為，固態(tài)電解質(zhì)膜將獨(dú)立成為一個(gè)環(huán)節(jié)，供應(yīng)企業(yè)的核心在于對(duì)復(fù)合材料體系的把控能力，包括電解質(zhì)、輔助成型材料等。

超威集團(tuán)從終端需求的角度出發(fā)，提出固態(tài)電解質(zhì)膜是否獨(dú)立存在，還取決于制備工藝。若能收卷、密封保存并單獨(dú)運(yùn)輸，則可以作為商品存在?？紤]到硫化物、氧化物電解質(zhì)的不穩(wěn)定性，采用電解質(zhì)膜供應(yīng)商提供技術(shù)、電池廠生產(chǎn)的合作模式可能更為高效。

從全局來(lái)看，固態(tài)電解質(zhì)膜的“獨(dú)立之路”面臨的是更為綜合的挑戰(zhàn)。首先，固態(tài)電解質(zhì)、正負(fù)極、集流體、添加劑等相互作用的復(fù)雜性，即所謂的“固固界面”問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)者從全電池角度出發(fā)，深入研究各成分之間的物理、電化學(xué)反應(yīng)。其次，若固態(tài)電解質(zhì)膜作為獨(dú)立產(chǎn)品投入市場(chǎng)，塑造核心競(jìng)爭(zhēng)力將是必經(jīng)之路。前期核心在于技術(shù)與成本的協(xié)同平衡，即如何通過(guò)原材料降本、制備工藝突破進(jìn)行成本控制。

從降低BOM成本出發(fā)，尤其是在硫化物技術(shù)路線(xiàn)中，硫化鋰合成還存在巨大降本空間；氧化物固態(tài)電解質(zhì)所對(duì)應(yīng)的氧化鋯、氧化鋁等原材料，則還處于較為劇烈的價(jià)格波動(dòng)中。從降低制造費(fèi)用出發(fā)，在技術(shù)或產(chǎn)品方案定型后，固態(tài)電解質(zhì)膜量產(chǎn)，還需要解決超薄、連續(xù)制備的工程化挑戰(zhàn)。若涉及干法工藝，則挑戰(zhàn)更大。

并且，如果電池廠商決定外采固態(tài)電解質(zhì)膜進(jìn)行生產(chǎn)，還可能需要在流程中多出轉(zhuǎn)印環(huán)節(jié)。固態(tài)電解質(zhì)（尤其是氧化物基）材料脆性高，直接與電極材料進(jìn)行疊片或卷繞易導(dǎo)致裂紋或破損。采用轉(zhuǎn)印設(shè)備將固態(tài)電解質(zhì)膜轉(zhuǎn)移至電極表面，則可以在批量制造中尋求更高精度、更低缺陷并提高良率。目前，已有包括利元亨在內(nèi)的設(shè)備企業(yè)，對(duì)電解質(zhì)連續(xù)轉(zhuǎn)印所需設(shè)備進(jìn)行研發(fā)布局。

以上均對(duì)固態(tài)電解質(zhì)膜企業(yè)的產(chǎn)業(yè)同頻、協(xié)作能力提出更高要求。目前，不少固態(tài)電解質(zhì)企業(yè)，積極規(guī)劃了固態(tài)電池的試驗(yàn)產(chǎn)線(xiàn)，這便是在全電池體系這種驗(yàn)證自家產(chǎn)品的考量。一方面這是技術(shù)實(shí)力和資本認(rèn)可的證明，但另一方面，電解質(zhì)企業(yè)與電池企業(yè)對(duì)于固態(tài)電芯、電池、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思考，總不可能全然相同，這也是電解質(zhì)企業(yè)前期投入的風(fēng)險(xiǎn)所在。

值得注意的是，產(chǎn)業(yè)中還有另一股力量，固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)，其產(chǎn)品布局也包括了固態(tài)電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)膜。如Quantumscape，以氧化物固態(tài)電解質(zhì)膜為創(chuàng)新核心，已經(jīng)為其開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的隔膜設(shè)備。本月該公司發(fā)布固態(tài)電解質(zhì)膜設(shè)備Cobra，并宣布于2025年將其整合到其電池生產(chǎn)基線(xiàn)中，推動(dòng)公司固態(tài)電池商業(yè)化樣品Q(chēng)SE-5 B按規(guī)劃進(jìn)入量產(chǎn)階段。

國(guó)內(nèi)如清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源等，均在固態(tài)電解質(zhì)膜上有深入布局。清陶能源于12月最新公布的固態(tài)電解質(zhì)膜專(zhuān)利，便提出了減少固態(tài)電解質(zhì)膜壓制次數(shù)、同時(shí)提高致密度的制備方法；另通過(guò)引入熔噴紡絲工藝形成基材層，對(duì)比靜電紡絲可省去外加電場(chǎng)與額外溶劑?？梢钥闯?，公司已經(jīng)在切實(shí)考慮固態(tài)電解質(zhì)膜的量產(chǎn)工藝及制造降本。

可以更現(xiàn)實(shí)的說(shuō)，固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)電池的核心構(gòu)成，其在產(chǎn)品定義、利潤(rùn)分配等方面還都將迎來(lái)博弈。博弈既在于產(chǎn)業(yè)鏈不同角色企業(yè)之間，更在于技術(shù)本身與產(chǎn)業(yè)之間。對(duì)于固態(tài)電解質(zhì)膜企業(yè)來(lái)說(shuō)，從材料開(kāi)發(fā)到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，也還有更復(fù)雜的路徑需要走。

不過(guò)，固態(tài)電池性能上限高，政策支持與產(chǎn)業(yè)聚力協(xié)同才剛剛開(kāi)始，目前還能給初創(chuàng)企業(yè)更多的探索機(jī)會(huì)、空間與時(shí)間。