全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化漸行漸近

作者丨張維佳

編輯丨邱江勇

美編丨馬利亞

監(jiān)制丨趙晨

全固態(tài)電池何時(shí)量產(chǎn)裝車，一直以來(lái)都是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

去年，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群曾談到：“如果以1到9分為固態(tài)電池的技術(shù)和制造成熟度打分，那么寧德時(shí)代現(xiàn)在可以得4分?！边@句話不僅概括了寧德時(shí)代全固態(tài)電池技術(shù)的水準(zhǔn)，也代表著整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“時(shí)間表”。

如今，這一“時(shí)間表”進(jìn)一步具體化。在近日召開的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2025）上，多位專家達(dá)成共識(shí)，全固態(tài)電池商業(yè)化關(guān)鍵期將集中在2027年至2030年之間。

“上車”時(shí)間表日漸清晰

全固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)的代表，被認(rèn)為是動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵“制高點(diǎn)”，對(duì)產(chǎn)業(yè)具有顛覆性影響。

中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化將于2027年至2028年開始，到2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，屆時(shí)能量密度可達(dá)400Wh/kg，超越傳統(tǒng)液態(tài)和固液混合電池；而能量密度達(dá)到500Wh/kg的車用全固態(tài)電池將于2030年至2035年間實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，有5年不確定期。

中國(guó)電子科技集團(tuán)第十八研究所研究員肖成偉認(rèn)為，2025年業(yè)界將推出全固態(tài)樣車；2027年希望實(shí)現(xiàn)百輛到千輛級(jí)的示范；2030年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)和整車應(yīng)用；2035年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)。“在能量密度方面，2027年，全固態(tài)電池單體要做到400Wh/kg，2030年達(dá)到500Wh/kg，希望2035年做到700Wh/kg?！毙こ蓚フf(shuō)道。

在技術(shù)路線選擇上，歐陽(yáng)明高指出，國(guó)內(nèi)主要汽車及電池企業(yè)開始聚焦以硫化物為主體電解質(zhì)的全固態(tài)電池技術(shù)路線。肖成偉同樣認(rèn)為，目前產(chǎn)業(yè)化路線以硫化物和聚合物復(fù)合電解質(zhì)兩條路線為主。

太藍(lán)新能源董事長(zhǎng)高翔表示，未來(lái)，全固態(tài)電池的規(guī)?；慨a(chǎn)將促使新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)格局進(jìn)一步升級(jí)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將圍繞全固態(tài)電池進(jìn)行優(yōu)化。掌握核心技術(shù)及能夠快速推動(dòng)量產(chǎn)的電池廠商通過研發(fā)生產(chǎn)全固態(tài)電池，將極大地提升消費(fèi)者對(duì)于新能源電動(dòng)汽車的使用體驗(yàn)，進(jìn)而重塑整個(gè)汽車市場(chǎng)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

企業(yè)秀出產(chǎn)業(yè)化“進(jìn)度條”

與此同時(shí)，企業(yè)也紛紛披露了在固態(tài)電池方面的最新“進(jìn)度條”。

長(zhǎng)城汽車CTO吳會(huì)肖向《中國(guó)電子報(bào)》記者透露，長(zhǎng)城控股旗下動(dòng)力電池廠商蜂巢能源研發(fā)的軟包固態(tài)電池電芯，已具備小批量生產(chǎn)能力，在材料體系上也已實(shí)現(xiàn)突破，能量密度得到大幅提升。合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司首席科學(xué)家朱星寶透露，國(guó)軒高科將于5月17日發(fā)布全新高安全固態(tài)電池，能量密度為300Wh/kg。太藍(lán)新能源在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)節(jié)奏清晰且目標(biāo)明確：2025年，致力完成無(wú)隔膜產(chǎn)品體系開發(fā)和電池驗(yàn)證；2026年，正式開啟全固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)工作；2027年，實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的規(guī)模量產(chǎn)，同時(shí)積極開展在新能源電動(dòng)車、低空等領(lǐng)域的示范性應(yīng)用。

“從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，全固態(tài)電池對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)具有一定的顛覆性。當(dāng)前，我國(guó)在半固態(tài)電池領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位，未來(lái)5年是技術(shù)大范圍落地應(yīng)用的重要窗口期?！敝煨菍毐硎?。

高翔介紹，將通過“三步走”實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。第一步，去掉隔膜，并減掉部分電解液，實(shí)現(xiàn)無(wú)隔膜半固態(tài)電池的產(chǎn)品階段，并將其率先落地于新能源汽車以及儲(chǔ)能的大規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)；第二步，徹底去除電解液，正式邁入太藍(lán)全固態(tài)電池階段；第三步，進(jìn)一步減掉負(fù)極，相對(duì)傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池，僅保留正極材料，從而打造出全固態(tài)無(wú)負(fù)極電池。

在高翔看來(lái)，當(dāng)前動(dòng)力電池行業(yè)正面臨性能、成本和安全的“不可能三角”挑戰(zhàn)。若要提升液態(tài)鋰離子電池的某一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，就必須在性能、成本和安全這三者之間重新尋求平衡，這意味著任何單項(xiàng)指標(biāo)的提升都可能帶來(lái)其他方面的犧牲。而固態(tài)電池技術(shù)有望成為打破這一困局的關(guān)鍵突破口。

“2025年堪稱固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的‘關(guān)鍵驗(yàn)證年’。半固態(tài)技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化沖刺期，‘從1到10’實(shí)現(xiàn)在新能源汽車、兩輪車、低空、儲(chǔ)能等場(chǎng)景的應(yīng)用；全固態(tài)技術(shù)路徑‘從0到1’走向?qū)嵺`應(yīng)用。材料創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)提速，產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同加強(qiáng)，電池廠商與合作伙伴的合作也在不斷深化，完成從‘技術(shù)實(shí)驗(yàn)’到‘商業(yè)落地’的質(zhì)變?！备呦韪嬖V記者。

可與超快充“共同奔赴”

就在全固態(tài)電池的研發(fā)工作如火如荼展開之際，超快充等補(bǔ)能技術(shù)也頻頻傳來(lái)新突破。今年3月，比亞迪發(fā)布閃充電池，聲稱達(dá)到全球量產(chǎn)最快充電速度——閃充5分鐘，暢行400公里?！俺潆娤窦佑鸵粯涌臁钡脑妇罢谡者M(jìn)現(xiàn)實(shí)。

當(dāng)超快充技術(shù)不斷提升補(bǔ)能體驗(yàn)，市場(chǎng)是否還需要全固態(tài)電池？

對(duì)此，廣州巨灣技研有限公司總裁裴鋒回應(yīng)稱，動(dòng)力電池的本質(zhì)是儲(chǔ)能器件，其終極使命和油箱一樣，既要“充得快”，又要“重量輕”。液態(tài)鋰電池快充已突破充電速度的瓶頸，全固態(tài)電池將攻克“輕”的問題?！叭虘B(tài)電池能在確保電池安全的前提下，實(shí)現(xiàn)能量密度加倍、重量減半。”裴鋒告訴記者。

在裴鋒看來(lái)，動(dòng)力電池未來(lái)的發(fā)展方向是推出具備超快充性能的全固態(tài)電池，不過固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電瓶頸使其超快充難度極高?！爱?dāng)前，我們正全力研發(fā)具備超快充性能的全固態(tài)電池。通過納米界面修飾技術(shù)突破離子傳導(dǎo)障礙，相關(guān)技術(shù)已獲國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目支持。該款電池能量密度預(yù)計(jì)達(dá)到500Wh/kg，重量?jī)H為現(xiàn)有動(dòng)力電池的一半，從而實(shí)現(xiàn)‘超快充+高能量密度’的雙重突破?！迸徜h介紹道。

仍有一定安全風(fēng)險(xiǎn)

“全固態(tài)電池能為用戶帶來(lái)哪些區(qū)別于液態(tài)電池的價(jià)值，一直是業(yè)界熱議的焦點(diǎn)。”欣旺達(dá)動(dòng)力科技股份有限公司研發(fā)體系副總裁李陽(yáng)興指出，相較于液態(tài)鋰電池，全固態(tài)電池在能量密度、安全性能方面表現(xiàn)更優(yōu)，且不存在電解液泄漏風(fēng)險(xiǎn)，但同樣面臨著其他潛在風(fēng)險(xiǎn)。

歐陽(yáng)明高也曾提醒：“固態(tài)電池不是絕對(duì)安全，沒有絕對(duì)安全的電池，科研和產(chǎn)業(yè)界所做的，只是不斷提升它的安全水平。”

記者了解到，盡管固態(tài)電解質(zhì)具有高機(jī)械強(qiáng)度，但鋰枝晶的生長(zhǎng)問題仍然難以完全解決。首先，鋰金屬在負(fù)極表面可能形成枝晶，甚至在固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)部成核，這可能導(dǎo)致電池短路，從而引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，以硫化物為主體電解質(zhì)的全固態(tài)電池在事故中破損時(shí)，其泄漏物可能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生有毒氣體，增加對(duì)車輛造成嚴(yán)重?fù)p害的可能性。

此外，全固態(tài)電池仍可能面臨熱失控的安全風(fēng)險(xiǎn)?！叭虘B(tài)電池的熱失控溫度相比液態(tài)會(huì)提升30℃~50℃，在高比能情況下對(duì)電池安全性提升會(huì)有很大的保障。但電池?zé)崾Э氐膯栴}還是存在的?！毙こ蓚ブ赋?。他建議，加快推動(dòng)全固態(tài)電池研發(fā)要支持開展聯(lián)合創(chuàng)新，明確分工、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，集中力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)；支持新原理、新方法、新材料、新工藝等方面的原始創(chuàng)新研究；支持關(guān)鍵材料、器件和工藝裝備的開發(fā)、驗(yàn)證和應(yīng)用。

“只有在解決有機(jī)電解質(zhì)安全隱患的同時(shí)，攻克固態(tài)電解質(zhì)難題，才能真正引領(lǐng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?！崩铌?yáng)興說(shuō)道。