固态电池:前景诱人,现实待解

2025-10-29

火热前景,冰凉现实,这正是固态电池当下的写照。

想象一下,新能源汽车续航轻松超1000公里,充电时间大幅缩短,还没有起火爆炸风险……固态电池勾勒的这幅蓝图,对所有新能源玩家极具吸引力。

在这一技术变革节点,一场关于未来能源格局的争夺战已悄然打响,从车企到电池厂商,从科研机构到资本市场,固态电池领域硝烟弥漫。

近日,中科院科研团队取得多项技术突破,有望解决全固态电池的“卡脖子”难题。业界也传来好消息,奔驰率先完成全固态电池超1000公里续航测试;奇瑞首次发布自研全固态电池模组;丰田的固态电池正式获得日本生产许可。

过去几年,固态电池概念备受学界、产业界和资本市场关注。尽管它屡次登上热搜,却有点“狼来了”的意味——宣传中前景无限,现实里却卡在材料、成本等关键难题上,真正的商业化量产时间依旧遥远。据界面新闻报道,为防止市场混淆半固态电池和固态电池,相关主管部门正酝酿出台新文件,将“半固态电池”统一命名为“固液电池”。

那么,这场能源革命的拐点真的来了吗?

技术拐点已至

与成熟的液态电池不同,固态电池在材料体系和制造工艺上是全方位革新。因此,它比液态电池优点更多:不用担心热失控,更安全;能量密度更高,续航更长;能适应极端环境,充电更快等。

续航和安全是当下新能源汽车消费者的核心关注点,前者决定出行便利性,后者是选择电动车的重要安全感来源。

近期多起新能源汽车自燃、撞击爆炸事件涉及不同车企,说明安全问题并非个例。固态电池能针对性解决这一问题,成为市场期待的技术方向,甚至可能影响新能源车进一步渗透。

但固态电池虽优点多,却未批量上车,并非车企“不想做”,而是“做不到”。要实现技术突破和批量生产,还有诸多难题待攻克。

已批量上车的锂电池(液态电池)与固态电池在结构、性能上本质不同,导致两者在安全性、续航能力上差距显著。

液态电池里的有机溶剂易燃、腐蚀性高,锂电池遇撞击、进水、高温等情况,可能燃烧、爆炸。而固态电池将部分或全部电解液换成固态电解质,能大幅提升电池安全性和能量密度。

根据电解质液含量,电池可分为液态(25%)、半固态(5% - 10%)、准固态(0% - 5%)和全固态(0%)四大类。目前,不少车企或电池企业宣称“固态电池上车”,但半固态和全固态虽一字之差,技术含量和性能表现却相差甚远。

宁德时代首席科学家吴凯指出,全固态电池产业化需解决固固界面、锂金属负极应用、硫化物电解质在空气中不稳定和合成成本较高,以及全固态电池生产工艺等四大难题。

首要难题是固固界面接触。正极材料与固体电解质接触面积小,影响锂离子传输效率,导致电池性能下降、寿命缩短。此外,界面接触不良易形成锂枝晶,充放电循环中会刺穿固体电解质,引发内部短路。

近日,中国科学院物理研究所研究员黄学杰团队联合多家机构,开发出阴离子调控技术,解决了全固态金属锂电池中电解质和锂电极难以紧密接触的难题。

黄学杰团队在电解质中引入碘离子,如同“特殊胶水”,电池工作时能主动吸引锂离子,填充缝隙和孔洞,让电极和电解质紧密贴合。

研究人员对循环后的电池界面精细表征,发现掺杂的电解质循环后保持紧密物理接触,无孔洞和锂枝晶,数百次循环充放电后性能稳定。

其次,固态电池材料有新突破。中国科学院金属研究所科研团队利用聚合物分子设计灵活性,制备出分子尺度上界面一体化的新型材料,抗拉耐拽;清华大学科研团队用含氟聚醚材料改造电解质,形成的“氟化物保护壳”能防止高电压“击穿”电解质。

最后,源头材料方面,硫化物电解质价格大幅下降,从2023年的78万元/公斤降至2025年的12万元/公斤,行业预期2026年将降至6000 - 7000元/公斤。还有材料公司开发出新的硫化锂合成工艺,有望降低硫化物固态电解质制造成本,为全固态电池商业化量产创造条件。

2027年量产交付?

实验室利好不断,产业层面也给出明确时间表,2027年成为固态电池量产关键节点。

目前,宁德时代、国轩高科、丰田、三星SDI等全球领先制造商的全固态电池已进入试制阶段,并给出量产时间表。

宁德时代计划2027年小批量量产;国轩高科进入中试量产阶段,启动2GWh级量产线设计工作;欣旺达目标2027年全固态电池能量密度突破500Wh/kg;丰田表示2027 - 2028年推出搭载全固态电池的纯电动车型。

但需注意,大部分龙头提到的是小批量量产,推动固态电池上车难度依然很大。

固态电池迈向商业化应用,不仅靠科研团队攻克难题,还涉及工艺标准化制定、量产良率稳定性控制,以及下游车企生产端衔接适配,是庞大的系统工程。

首先,固态电池对生产工艺和设备要求远高于液体电池。数据显示,液态锂电池成本约为100 - 150美元/kWh,固态电池成本在400 - 800美元/kWh,是锂电池的3 - 4倍。

当前固态电池技术不成熟,大部分电池厂要经历“成本投入高、制作效率低”的试验阶段,才能优化成本曲线。

其次,生产线落地是另一大挑战。全固态电池产线与液态电池产线差异大,需开发专用设备,且整个产线要在超干燥环境中运行。

如此高成本、高不确定性的投入,不能仅靠个别电池厂商,还需整个产业链标准化推进与利益平衡。

简单来说,相关政策要落地推动,新能源汽车市场要有规模需求,统一技术标准、分摊前期投入成本,才能降低各环节不确定性,推动产线真正落地。

最后,电池厂和车企的合作至关重要。固态电池上车前,车企要对电池质量、寿命和安全进行多轮考核;正式生产后,固态电池的良率和供应链稳定决定其能否大规模量产。

因此,固态电池走出实验室,需要整个产业链共同推动,要“众乐乐”,而非“独乐乐”。

并非一定要固态电池

在固态电池概念火热时,宁德时代在2025年三季度财报会上表示“暂不披露固态电池进展,交给时间检验”。

此前外界盛传“宁德时代计划2027年量产能量密度450Wh/kg固态电池”,宁德时代辟谣称,固态电池仍面临一系列工程难题,预计2027年小规模试生产,2030年左右大规模量产与商业应用。

宁德时代“众人皆醉我独醒”,原因之一是它手中“牌”多,实力强大,无意蹭固态电池风口。

今年4月,宁德时代发布三款颠覆性动力电池产品。其中,全球首款大规模量产的钠离子电池能在 - 40℃低温下保持90%能量,打破了资源边界。

这意味着新能源行业进入多核时代,全固态电池虽好,却不是纯电车唯一解法。未来,纯电动车搭载的电池或将“分级适配”:

全固态电池在续航、性能、充电、安全等方面无短板,但成本高,更可能搭载在高端纯电动车上;

钠离子电池整体材料成本比锂电池低30% - 40%,低温性能好,但循环寿命短,能量密度普遍低于锂电池,适合入门级产品或需要低温启动的储能场景。综合考虑实用性和成本平衡后,技术成熟的锂电池将覆盖绝大部分主流车型。

因此,固态电池代表电池技术未来方向,但车企并非只能押注固态电池。在闪充、换电等补能方式日渐成熟的当下,车企可通过优化现有电池技术、布局多元化补能生态构建竞争力。

相较之下,固态电池在低空经济、机器人领域有望率先打开增量天花板。这些产品对电池安全、续航、密度的要求与汽车领域一致,但价格敏感度更低,为固态电池早期商业化落地提供了可观的应用场景。

GGI预计,人形机器人电池市场到2030年需求将超100GWh,2025 - 2030年复合增长率超100%。目前,不少电池厂商已布局机器人领域,如欣旺达开发高倍率固态电池适配机器人动态需求;孚能与奔驰合作研发半固态电池,已在机器人平台测试。

这些早期商业化尝试,为固态电池技术迭代、成本控制和进入更广阔的电动汽车和储能市场积累了关键数据和经验。随着更多产业链企业加入,有望形成“技术提升—场景拓展—成本降低—更大规模应用”的正向循环,加速固态电池发展。

放眼全球,各国在固态电池赛道加速前进,科学力量正逐步攻克难题。但在市场欢呼前,产业界需理性看待其商业化进程,固态电池并非“万能电池”,能源领域的技术迭代和产业升级也不止一个答案。

本文来自微信公众号“伯虎财经”,作者:楷楷,36氪经授权发布。

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