一個殘酷事實就是，當前無論是從最基礎的材料到反應界面，再到電池的理論研究和實驗，以及更遠處的規模產業化以應用，都還沒有從根本上解決一些基礎難題。

固態電池的研究始于上個世紀八十年代，相關技術從不成熟走向成熟，從實驗室走向工廠，從工廠走向終端設備實現規模化應用和普及，動輒十幾年甚至幾十年已經過去了，注定這條路是漫長而艱苦的。

歷史上，在實驗室中開發出的很大比例的新技術，真正成功實現工業化的只屬于少數。

一項新技術從實驗走向應用，首先要在實驗室中搞清楚其基本機理，繼而確定可以用來放大工業化的技術路線，最后經過中試穩定過后實現規模量產。而大多數時候，一項新技術得以工業化的最基本前提就是“簡單粗暴”，只有這樣才能“易于理解”，只有易于理解才能最終落實給生產線上的作業人員，以標準化的工序放大生產。同時在生產過程中積累經驗教訓，在每一個環節中精益求精地改進，每一個細節都實現可控化，最終大規模生產出足夠一致性和穩定性的產品。

而這期間，上游產業鏈如原材料、生產設備的配合更是必不可少。

這樣看來，固態電池還處于第一個階段，即還處于在實驗室中進行最基本的機理研究，解決一些基本問題的階段。

固態電池要想成功實現產業化，甚至作為動力電池被大規模應用上車，至少需要翻越四座大山，而這幾座大山以目前技術水平來看，跨過的難度都是極大的。

第一座大山就是要不要用金屬鋰作為負極?

這個答案幾乎是毋庸置疑的。因為如果不用金屬鋰負極的話，那么固態電池的實現將沒有任何意義。根據中國科學院物理研究所李泓老師的研究，如果使用現有的正負極材料，由于固態電解質的真實密度顯著高于液態電解質，為了獲得較低的接觸電阻，固態電解質體積占比一般會顯著高于液態電解質電池，因此固態電池的能量密度必然低于液態電解質電池，而不是如新聞中宣稱的會數倍于鋰離子電池。

這說明如果不改變現有正負極體系，不用鋰金屬作為負極，只是單純把液態電解質更換為固態電解質，是無法從根本上提升固態電池的能量密度的。因為固態電解質的使用，在提升能量密度上來說不僅相對于現有的三元正極+液態電解質+硅碳負極改變不大，甚至還拖了后腿。

負極如果使用了金屬鋰，不僅因為能夠提供更多的鋰離子而大幅提升整個電芯的能量密度，還能有效解決液態電解質中存在的鋰枝晶穿刺隔膜，高溫下與液態電解質發生持續副反應、鋰的生長和析出導致的界面結構不穩定等問題。

所以說，采用鋰金屬作為負極材料是勢在必行。那么你以為就是單純的采用這么簡單了?

用一個業內朋友的話講，制造金屬鋰負極材料的工藝要求，高到變態。因為需要類比芯片制造的超凈車間，所以需要全程在手套箱中進行。現實在實驗室中，加工一小片試驗用的鋰金屬片，往往一個研究人員在手套箱中操作即可，但你能想象一旦要實現規模化生產，在一個類似手套箱的車間中，幾十米長的鋰金屬片像現在涂在銅箔上的石墨那樣運行嗎?

除了高到難以想象的大規模制造難度以外，更大的問題還在于制作過程的安全性。這一點，我們拿當前各大電池廠都在重點發展的補鋰工藝作為參照說明一下問題。

為了補充鋰電池負極在首次充電過程中不可逆的容量損失(鋰離子數量變少)，電池廠希望通過補鋰設備直接向負極極片噴涂金屬鋰粉或鋰箔的方式進行補鋰，以此達到提升首次庫倫效率和電池容量的目的。

聽著很簡單，實際操作起來卻極難。作為補鋰原料的金屬鋰是高反應活性的堿金屬，屬于非常危險的物品，鬧不好就會著火和爆炸。而從補鋰方式說，撒鋰粉面臨的問題是鋰粉比表面積很大，容易飄，有被人體吸入的風險;壓鋰帶的難題是又壓不了那么薄，會導致補鋰過量，長期使用存在安全隱患。

除了生產和使用過程危險，補鋰設備采購費用高以外，由于金屬鋰能夠與水劇烈反應，所以對生產環境要求相當之苛刻，這就需要對生產車間和生產線進行改造。所以當前，沒有足夠經濟實力和技術能力的電池廠輕易不敢碰補鋰工藝。

有朋友向筆者透露過一個消息，即便是寧德時代，依然曾經在嘗試補鋰的小試中出了事故。

說了這么多，只是想說明一個道理：對于直接采用金屬鋰作為負極的方式來說，補鋰工藝只能算是一個小case，只能算是金屬鋰負極材料的工藝技術和生產實踐的折中方案和必經步驟而已，真正要規模制造和使用鋰金屬負極材料，難度要比補鋰大太多太多。

這里插播一條小故事，實際上早在上個世紀60年代，國外就已經開始金屬鋰作為負極材料的研究。80年代，美國一家鋰電池新星EoneMoli冉冉升起，其獨家技術正是采用金屬鋰負極。時年最火的時候，意圖布局電動汽車的福特公司都想投資這家公司并采用其鋰電池作為汽車動力。之后Moli被日本的NEC和三井公司收購并制造了5萬塊手機電池，不料一年半之后這批電池大量失效，出現了嚴重質量問題。

此事造成了三大影響，一是日本公司當時決定永久放棄金屬鋰電池技術路線;二是當時給Moli公司做技術顧問的鋰電大牛杰夫·達恩也徹底放棄金屬鋰體系;三是Moli公司被賤賣給一家臺灣企業，至今只混在消費級電池領域(戴森的產品用的就是這家的電池)。

最后，金屬鋰作為負極材料的極大難度還表現在，到目前為止還都沒突破400次循環，離車規標準還差得很遠。