近期，固態(tài)電解質(zhì)膜技術(shù)成為鋰電池行業(yè)的焦點。11月，星源材質(zhì)公司宣布與大曹化工和中科深藍匯澤在固態(tài)電解質(zhì)膜領(lǐng)域達成合作，而太藍新能源公司則推出了“無隔膜”固態(tài)電池技術(shù)。這些動態(tài)引發(fā)了業(yè)界對固態(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)則負責(zé)加工并交付半固態(tài)電池隔膜。與中科深藍匯澤的合作則聚焦于固態(tài)電解質(zhì)膜的聯(lián)合開發(fā)、生產(chǎn)及銷售，星源材質(zhì)還提供工廠建設(shè)和體系搭建支持。中科深藍匯澤依托中科院青島生物能源與過程研究所的技術(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期潛力。太藍新能源的“無隔膜”固態(tài)電池技術(shù)，實際上是用固態(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)品開發(fā)、量產(chǎn)經(jīng)驗的企業(yè)，是這一品類成型、量產(chǎn)的中堅力量。目前，這些企業(yè)既協(xié)同推動固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，也在研發(fā)、產(chǎn)能等方面展開競爭。

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

從公開論文和專利來看，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對于以上方案都保持著共存和開放的心態(tài)，因此對于材料企業(yè)來說，同時布局固態(tài)電解質(zhì)粉體、漿料和電解質(zhì)膜更具綜合優(yōu)勢，但實際上也是對企業(yè)研發(fā)、資金實力的考驗。

在2024高工鋰電年會上，參會企業(yè)也對于這一議題展開了探討。如藍廷新能源認為，固態(tài)電解質(zhì)膜將獨立成為一個環(huán)節(jié)，供應(yīng)企業(yè)的核心在于對復(fù)合材料體系的把控能力，包括電解質(zhì)、輔助成型材料等。

超威集團從終端需求的角度出發(fā)，提出固態(tài)電解質(zhì)膜是否獨立存在，還取決于制備工藝。若能收卷、密封保存并單獨運輸，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。

從全局來看，固態(tài)電解質(zhì)膜的“獨立之路”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”問題，需要開發(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)膜作為獨立產(chǎn)品投入市場，塑造核心競爭力將是必經(jīng)之路。前期核心在于技術(shù)與成本的協(xié)同平衡，即如何通過原材料降本、制備工藝突破進行成本控制。

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)所對應(yīng)的氧化鋯、氧化鋁等原材料，則還處于較為劇烈的價格波動中。從降低制造費用出發(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)，對電解質(zhì)連續(xù)轉(zhuǎn)印所需設(shè)備進行研發(fā)布局。

以上均對固態(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)電池的試驗產(chǎn)線，這便是在全電池體系這種驗證自家產(chǎn)品的考量。一方面這是技術(shù)實力和資本認可的證明，但另一方面，電解質(zhì)企業(yè)與電池企業(yè)對于固態(tài)電芯、電池、系統(tǒng)設(shè)計的思考，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)為其開發(fā)了專用的隔膜設(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)基線中，推動公司固態(tài)電池商業(yè)化樣品QSE-5 B按規(guī)劃進入量產(chǎn)階段。

國內(nèi)如清陶能源、衛(wèi)藍新能源等，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)膜專利，便提出了減少固態(tài)電解質(zhì)膜壓制次數(shù)、同時提高致密度的制備方法；另通過引入熔噴紡絲工藝形成基材層，對比靜電紡絲可省去外加電場與額外溶劑?？梢钥闯觯疽呀?jīng)在切實考慮固態(tài)電解質(zhì)膜的量產(chǎn)工藝及制造降本。

可以更現(xiàn)實的說，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、利潤分配等方面還都將迎來博弈。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。對于固態(tài)電解質(zhì)膜企業(yè)來說，從材料開發(fā)到產(chǎn)品開發(fā)，也還有更復(fù)雜的路徑需要走。

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