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在规模应用和批量生产的目标推动下，固态电池的研发与制备进程不断加速。
截至2024年5月，包括广汽、上汽在内的多家车企已将“全固态电池量产”这一关键节点提前至2026年，市场热度随之升高。
然而，在量产真正到来之前，市场对固态电池的态度依旧是期盼与怀疑并存。系统层面如不同技术路线的争鸣、量产快慢的差异，微观环节如材料创新、技术突破、项目签约、产能建设等，高景气与快节奏之下各类事件不断涌现，却也只是冰山浮于海面上的一角。
窥见固态电池全貌，亟需建立更为纵深和宽广的视角。
事实上，产业化是技术成熟后的自然结果。国内固态电池研究可追溯至20世纪80年代。以国家863计划支持下作出我国首块固态电池雏形为起点，这片肥沃但安静的土壤开始聚集起诸多科研、产业从业者的身影。
从材料认知、体系建立，到路线选择，再到瓶颈突破、创新尝试，探路者们长期潜心于基础科学和制备技术两大关键问题，且在不同技术路线上都孵化出了丰硕的果实。
崔光磊研究员便是其中之一，他领导的团队在固态电池领域取得了显著进展。2022年4月成立的中科深蓝汇泽公司，正是源自崔光磊研究团队近20年的深耕细作。
崔光磊研究员和联合创始人窦曦博士相识、相交于固态电池“黄埔军校”——德国马普所。二人师从德国化学会主席Klaus Müllen教授，自2005年起便开始合作进行锂离子电池关键材料体系的研究。2009年，崔光磊研究员回国，于中国科学院青岛生物能源与过程研究所组建固态能源系统技术中心。
自团队成立之初，崔光磊及团队就秉承着老一辈科学家“十年磨一剑”的奋斗精神，静心笃志攻克固态聚合物电池科学难题。
目前，以中国科学院固态能源系统技术中心为班底，在各级政府的大力支持下，崔光磊已经组建一支200多人的前瞻技术和产业技术并重，以孵化产业技术为目标的新型研发团队和体系。其中，中科深蓝汇泽新能源有限公司（简称：汇泽）就是其中的高性能固态锂电池技术转化的典型产物。
如此长时间的积淀转化为了什么，成就了什么？
首先是认知。汇泽精准捕捉到液态锂电池存在安全隐患、能量密度接近极限的痛点，并基于聚合物基固态电解质材料易量产、价格低、结构灵活的三大优势，选择了聚合物基固态电池的发展路线。
其次是进度。团队首创了“刚柔并济”的新型固态电解质材料和“原位固化”的工艺，解决了固-固界面、室温离子电导和电压窗口等挑战，并基于强大的技术积累，坚持代次研发完成了不同能量密度的四代次电池开发。在掌握核心技术之后，汇泽又建立起国内首条规模化的聚合物基全固态电池中试产线。
最后是潜力。凭借着在深海、深空等严苛场景的长期可靠性验证，汇泽开始积极布局新能源汽车和高安全储能领域。
产品上，汇泽通过搭建起包括高安全倍率型电芯、高安全高比能电芯、高安全长循环电芯在内的多元矩阵，追求多维度满足客户需求。
技术上，团队坚持融会贯通的务实路线，在硫化物、氧化物材料路线上亦有所布局，近期更是聚焦聚合物/硫化物复合路线，在聚合物/硫化物复合全固态电池干法制备和混合传输的均质正极上取得了重大突破，引领全固态锂电池产业技术发展。
目前，中科深蓝汇泽正规划建设国内首条1GWh聚合物硫化物复合电解质的固态电池产线，且已与多家客户签订战略合作框架协议，客户广泛涵盖全球知名车企、电动船舶、电动飞行器、储能应用等。走过的路才是检验行者的试金石，高性能全固态电池技术应用的大门终将由持续深耕的团队推开。
认知：为何选择聚合物基固态电池
一家固态电池企业的扬帆起航，离不开对传统锂电池发展痛点的准确认知。
一方面，有机电解液易燃易爆、存在安全隐患，既关乎生命安全，也是新能源车商业进程中的最大不确定性因素。
另一方面，受到正负极材料活性的限制，商品锂电池已逼近350Wh/kg的能量密度理论上限；若使用更高活性电极材料来提高能量密度则需革新电解液体系，目前商品化体系高概率会造成额外安全隐患。
固态电池采用非燃的固态电解质，具备本征安全性；电压窗口高，可适配更高比容量的正负极材料。以上使得更安全、同时能量密度更高的电池成为可能，因此被行业视为终极解决方案，当然也是崔光磊研究员深耕多年的初心所在。
以此为航向，崔光磊团队基于对固态电解质材料的长期研究与深刻认知，最终锚定了聚合物基以及聚合物复合电解质固态电池这一技术路线。
崔光磊介绍，聚合物基固态电池的最大优势在于可量产性。它能够沿用约80%的锂电池生产设备，且不包含贵金属，材料成本相对低廉，因此十分有利于固态电池从实验室研发、小规模验证到进入工业化批量制造的快速推动。
不仅如此，由于聚合物材料更为柔软（机械强度低），电极/电解质间并非刚性接触，很好解决了固-固界面接触易失效这一固态电池瓶颈问题。
此外，聚合物作为有机物，可以来自天然可持续性材料，且其分子结构具备多样性，经分子结构设计可适配电压窗口更宽泛的正负极材料体系，足以支撑起更高能量密度绿色低碳电池开发的想象空间。
明确长板之后，研发固态电池还需要对材料体系的局限性建立起精准的、体系化的认知，才能逐一击破。
首先是电压窗口较窄（小于4V）的问题，已商业化的聚环氧乙烷（PEO）聚合物电解质材料电压窗口窄（<3.67V），其能量密度局限在220Wh/kg左右。需要全新分子结构设计优化能级结构，才能拓宽聚合物电解质的电压窗口耐受性，从而大幅提高能量密度。
其次是室温下离子电导率低的问题，PEO聚合物电解质材料需在50-80℃高温下运行，达到工作温度需要提供额外能量加热，对于本就能量密度不高的PEO电池，其可用于有效工作的能量就进一步受限，大大制约了其大规模商业化推广。
这些问题的解决需要形成连续且新颖的策略。而崔光磊团队深耕聚合物多年，在解决聚合物材料短板问题上所采取的精准科学的策略，具备独创性。
深耕：从材料、产品到工艺
固态电池从电解质到电芯，从实验室到产业化，材料选择、制备策略和落地工艺都十分关键。
其中在聚合物固态电解质设计上，崔光磊团队在国际上首次提出“刚柔并济-原位固化”的理念。
首先，通过引入热稳定性好的刚性骨架支撑材料，为固态电池提供高力学性能、优异机械稳定性和高安全性。
同时，通过设计发明一系列电化学窗口宽、室温离子传输性能优异的“柔”性聚合物基电解质材料，并糅合离子迁移数高的大阴离子聚合物新型锂盐，最终获得强化离子传输、提高界面稳定性的效果。
该理念一经提出，便引起国际同行广泛关注，聚合物基电解质创始人M. Armand教授以及2019年诺贝尔化学奖得主J. Goodenough教授均高度评价该理念。
从成果来看，基于“刚柔并济”理念所形成的聚合物基固态电解质材料体系，最高可承受5V以上的电压，远超PEO材料固态电解质的3.67V。基于该体系所制备的聚合物全固态电池，可实现能量密度从250Wh/kg至700 Wh/kg的飞跃。
而在挑战难度更大的聚合物基固态电池的制造方面，崔光磊团队则于2010年提出了原位固态化-界面融合的技术策略，来构筑电极/电解质一体化紧密结构，解决固态电池电-化-力耦合引起固态电池失效的瓶颈问题。
2016年，崔光磊团队借鉴传统锂离子电池固态电解质界面（SEI）思路，将聚合物前驱体原位固态化构筑了一体化的聚合物基固态锂电池，强化了多尺度界面的离子传输，显著提升了界面相容性和循环稳定性。2017年，为进一步提升电解质的电化学稳定性，该团队又开发出了可用于5V锂电池的电解质体系。
2020年，该团队又进一步发展了基于低温共熔原位固态化构建固态聚合物电解质的新方案，构建了多维度界面离子传输的“高速公路”，并通过超高的原位聚合固态化转化效率，实现了兼顾高能量密度与高倍率的全固态电池。
原位固态策略不仅有效提升了固态聚合物锂电池界面相容性和循环稳定性，同时也契合现有商品液态锂离子电池生产工艺，有效解决了固态电池面临的不易规模化生产、成本高等问题，可以说是顺利打通了聚合物基固态锂电池从实验室基础研究到工程化应用之间难以逾越的最后一道屏障，为高比能聚合物基固态锂电池的规模化制备铺平了道路。
为提高固态电池的综合性能，崔光磊团队在全固态电池硫化物固态电解质、复合电解质以及锂金属负极等相关技术上布局多年，并取得了众多成果。
基于对固态电解质多种体系的深入研究，崔光磊团队提出了构筑三相渗流硫化物/聚合物电解质复合电解质解决方案，结合在干法工艺等核心生产技术上的突破，崔光磊团队引领着硫化物/聚合物复合电解质的技术路线务实发展。
“三相渗流”强调对复合电解质进行多组分、多相场的耦合和调控，可通过材料选择、微结构调控、高通量验证等环节，有效实现离子传输的序列增强，同时提升界面稳定性和电位窗口大幅提升。
干法制备硫化物固态电解质的技术则是崔光磊团队的最新突破。该工艺通过熔融粘结构建起聚合物内嵌式网络，达到内部界面融合、抵消电池内部应力的效果，最终可在高面载情况下实现超长循环寿命。
此外，崔光磊团队在湿法工艺上同样有突破，团队已开发出70wt%超高固含量的硫化物浆料，并达到可控、连续挤出涂布的可喜的进展。
崔光磊强调，在硫化物/聚合物复合这一核心技术路线上，团队从研发阶段就开始考虑适合批量化生产的技术。因此目前，团队已开发出性能优异的聚合物/硫化物复合膜，在保证力学强度的同时，厚度低于30μm，离子电导率高于2mS/cm，并具备批量生产能力和条件。
在锂金属电池方面，崔光磊团队从2015年起，围绕高能量锂金属电池的关键电极材料和核心技术展开了一系列原创性研发工作，团队发现锂金属负极氢化锂和氢气的竞争副反应是影响锂金属电池综合性能的一个重要因素，同时深入评价无锂负极电池的热失控机理，这些都为行业发展高能量锂金属电池提供重要理论基础。
开发的能量密度可达450Wh/kg以上锂金属电池，已在疫情期间植保无人机消杀病毒进行示范，目前可以小批量供货；基于转换型正极开发的700Wh/kg的锂金属电池已在实验室开发出样品，该锂金属电池具有宽温区和不燃不爆的优异特性；团队通过有效抑制氢化锂引起锂金属粉化，显著提升了锂金属电池的安全性；并进一步解决了电池系统无法兼顾高瞬时输出功率及高续航能力的瓶颈问题，目前这些技术都转入汇泽公司进行产业化。
团队非常重视原始创新、技术熟化和产品开发，目前对核心技术进行了系统专业的专利布局保护，累计申请国家专利245项，其中授权中国发明114项、美国发明1项、欧洲发明1项，实用新型21项，具备完全的自主知识产权。总体上，科研方面已形成核心专利族群，汇泽的技术护城河已经搭建起来。
前行：多元产品与广泛应用
经过长期技术积累和场景验证，中科深蓝汇泽已经进入全盛发展期，目标是拓宽高安全性产品的应用场景。通过技术布局的加深和产业链生态建设，汇泽力求实现这一目标，并抢占该产业制高点。
2017年3月，崔光磊研究员团队固态电池电源系统在全海深10918米的马里亚纳海沟得到了首次示范应用验证，这意味着电池技术在最苛刻的环境下经历实践检验。
截止到2022年初，团队提供的百余批次固态锂电池电源系统，在深海领域全部实现零故障应用。这标志着我国成功突破了全海深电源技术瓶颈，填补了全海深高能量密度深海电源系统技术空白。
至此，团队固态锂电池技术不仅满足了深海特种电池“高耐压”“高安全”“高能量密度”的“三高”苛刻要求，打破国外技术垄断，为国产深海装备提供了强大的可靠动力。
2021年3月，团队360Wh/kg聚合物基固态电池系统在新能源汽车上实现了连续11089千米安全行驶，完成了固态电池作为动力电池的可行性验证。
相较于现有电芯，该固态动力电池可节省30-40%以上的电池重量。另借助深蓝汇泽电池宽温域的优异特性，极大简化电池冷却系统，在进一步减轻电池重量的同时大幅提升电池安全性能。
此外，汇泽研发的500Wh/kg高比能固态锂金属电池系统满足中小型无人机所需的10kW以上瞬时功率；在中型载重无人机上实现续航里程超过1小时，超过商品化锂离子电池3倍以上。
崔光磊团队已经实现了基于不同电极材料体系，已经实现了能量密度从220Wh/kg到600Wh/kg的四代固态电池技术代次研发和产品储备。团队固态电池在深海、深空、陆地等复杂工况下不同应用场景得到了广泛验证，累计交付3MWh以上电源系统，积累了8000多小时安全无事故运行时间，产品的可靠性得到了广泛的验证。
在技术得到多年验证后，团队于2022年4月在新能源之都江苏常州成立了中科深蓝汇泽新能源有限责任公司。在崔光磊看来，汇泽的成立，既是技术日趋成熟的结果，也是顺应时代需求，迎接电池产业技术更迭的时代机遇。
汇泽遵循严谨产业逻辑，将代次开发的聚合物基固态电池引入市场。其产品首先被应用于对安全性有刚需的差异化应用市场，如电动低空飞机、电动船舶、深水潜器、特种储能等领域。
随着生产规模扩大、成本降低，产品将逐步应用于更广泛的储能市场，例如家庭与社区储能等。
同时，针对兼顾高能量密度与高安全性的应用场景，如电动汽车、电动低空飞行器等领域，团队正在进行差异化产品的进一步开发，包括高安全倍率型电芯、高安全长循环型电芯、高安全高比能电芯等。
以上目标将通过推动产业链生态建设来实现。崔光磊认为，固态电池初创公司除了自研产品，还可以通过灵活多样的商业合作模式，不断拓宽合作边界与产业生态的可能性，以推动固态电池产业化的快速、务实发展。
厚积而薄发。当下聚合物固态电池商业应用基石得以奠定，是崔光磊团队近20年潜心科研的结果，也是十年磨一剑厚重积淀的结晶。
在“研发一代，储备一代，应用一代”核心理念的指引下，中科深蓝汇泽将不断为电池产业带来更多创新性技术、国际领先的固态电池产品和蓬勃发展的固态电池产业生态。
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