今年以來，全球動力電池龍頭寧德時代在電芯材料上推陳出新的速度讓人應(yīng)接不暇。繼磷酸鐵鋰材料升級版M3P電池后，凝聚態(tài)電池又要來了。

4月12日下午，寧德時代官方宣布，將于4月19日在上海國際汽車工業(yè)展覽會期間，發(fā)布新一代凝聚態(tài)電池技術(shù)。 

去年6月，寧德時代董事長曾毓群在重慶車展上透露，寧德時代的凝聚態(tài)電池已經(jīng)在研發(fā)中。8月，寧德時代首席科學(xué)家吳凱透露，寧德時代計(jì)劃在2023年推出新一代電池電芯凝聚態(tài)電池。凝聚態(tài)電池?fù)碛邪踩愿摺⒖煽啃愿?、循環(huán)壽命好等特點(diǎn)。

何為凝聚態(tài)電池？ 4月12日，中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)研究組組長陳永翀向澎湃新聞記者分析，寧德時代的凝聚態(tài)電池可以理解為一種固液混合物電池（半固態(tài)電池），更接近于聚合物電池。跟完全不含液態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池相比，電池里面還有部分電解液，其安全性會比一般的鋰離子電池好一些。

據(jù)介紹，傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正極（鈷酸鋰或鎳鈷錳或磷酸鐵鋰）+負(fù)極（石墨或硅碳）+隔膜（多孔聚烯烴）+電解液（碳酸酯類+六氟磷酸鋰）+ 集流體（銅箔，鋁箔）構(gòu)成。其中，電解液是傳導(dǎo)鋰離子的通路，但是還需要多孔聚烯烴隔膜來隔絕正負(fù)極以避免短路。

而鋰聚合物電池是在聚烯烴隔膜和電極之間再涂布一層高分子凝膠，比如聚偏氟乙烯。

全固態(tài)電池是正極+負(fù)極+固態(tài)電解質(zhì)+集流體。固態(tài)電解質(zhì)完全替代了電解液和隔膜。而固態(tài)電解質(zhì)可以是無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)（比如Perovskite 型、NASICON 型）或者有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)（聚偏氟乙烯類和聚氧化乙烯類）。

因此，鋰聚合物電池可以說在鋰離子電池基礎(chǔ)上加上了高分子凝膠，相當(dāng)于加法。固態(tài)電池是將電解液和隔膜共同用固態(tài)電解質(zhì)替換，相當(dāng)于做了減法。

不過，寧德時代的新電池，既然被冠以“凝聚態(tài)”，應(yīng)該會跟此前業(yè)內(nèi)熟悉的兩種電池技術(shù)路線有些差別。

值得注意的是，寧德時代董事長曾毓群擁有中科院物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)的博士學(xué)位。在曾毓群讀博的時期，凝聚態(tài)物理學(xué)（condensed matter physics）是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系，即通過研究構(gòu)成凝聚態(tài)物質(zhì)的電子、離子、原子及分子的運(yùn)動形態(tài)和規(guī)律，從而認(rèn)識其物理性質(zhì)的學(xué)科。

據(jù)了解，凝聚態(tài)物理學(xué)是當(dāng)今物理學(xué)最大也是最重要的分支學(xué)科之一。它是固體物理學(xué)的向外延拓，使研究對象除固體物質(zhì)以外，還包括許多液態(tài)物質(zhì)，諸如液氦、熔鹽、液態(tài)金屬，以及液晶、乳膠與聚合物等，甚至某些特殊的氣態(tài)物質(zhì)，如經(jīng)玻色-愛因斯坦凝聚的玻色氣體和量子簡并的費(fèi)米氣體。

經(jīng)過半個世紀(jì)多的發(fā)展，凝聚態(tài)物理學(xué)已成為物理學(xué)中最重要、最豐富和最活躍的學(xué)科，在諸如半導(dǎo)體、磁學(xué)、超導(dǎo)體等許多學(xué)科領(lǐng)域中的重大成就已在當(dāng)代高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中起關(guān)鍵性作用，為發(fā)展新材料、新器件和新工藝提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

因此，在一些業(yè)內(nèi)人士看來，寧德時代的凝聚態(tài)電池應(yīng)當(dāng)是一種對電池物質(zhì)結(jié)構(gòu)有特殊設(shè)計(jì)的固態(tài)電池。而北京科技大學(xué)一位材料科學(xué)與工程博士則進(jìn)一步猜測，寧德時代的凝聚態(tài)電池可能是一種新型凝膠電池。

所謂凝膠狀態(tài)，是指溶膠或溶液中的膠體粒子或高分子在一定條件下互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)空隙中充滿了作為分散介質(zhì)的液體，甚至具有給電子基團(tuán)的高分子聚合物與金屬鹽中的金屬陽離子形成絡(luò)合物，這樣一種特殊的分散體系稱作凝膠。凝膠內(nèi)部常含有液體，粘度很大，失去流動性，整個體系變成一種外觀均勻，并保持一定形態(tài)的彈性半固體。

據(jù)其分析，凝膠電池有兩種路線，一種是凝膠聚合物隔膜電池，隔膜是凝膠態(tài)電解質(zhì)，內(nèi)部包含不能流動的液體電解液，但可以傳導(dǎo)鋰離子；而電極仍是傳統(tǒng)電極，固態(tài)多孔電極，孔隙填充電解液。

另一種是凝膠電極電池，隔膜是凝膠態(tài)電解質(zhì)，正負(fù)極電極也是凝膠態(tài)，相互連接組成的網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)空隙內(nèi)填充不能流動的電解液，聚合物與金屬離子絡(luò)合，凝膠態(tài)電解質(zhì)可以傳導(dǎo)鋰離子。

而在兩種路線中，寧德時代所提到的更有可能是第二種電池。在鋰離子電池制作過程中，正極與負(fù)極制作完成裝配之后再進(jìn)行注液，而凝膠電池的電解液是在極片制備過程中就已經(jīng)添加，而且凝膠電池的電解液不是液體狀態(tài)，是一種果凍狀的電解液。有了這種電解液，電池的安全性能會得到極大提升。