固態(tài)電池由于具備更高的能量密度和安全性，有望解決新能源汽車?yán)m(xù)航與安全兩大痛點(diǎn)，被認(rèn)為是新能源汽車電池技術(shù)的未來(lái)主流方向。
進(jìn)入2025年，固態(tài)電池領(lǐng)域大事不斷，新產(chǎn)品層出不窮，產(chǎn)業(yè)化持續(xù)推進(jìn)。在這場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)出行與能源存儲(chǔ)的變革中，各企業(yè)摩拳擦掌，力求占據(jù)一席之地。
在不久前舉辦的“2025中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)年會(huì)暨第二屆中國(guó)全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”上，各企業(yè)家和專家學(xué)者將全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)鎖定在2027年。
第十四屆全國(guó)政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任苗圩表示，盡管固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍需解決技術(shù)、工藝和成本的問(wèn)題，但從當(dāng)前全球研發(fā)進(jìn)展來(lái)看，隨著量產(chǎn)技術(shù)工藝逐漸成熟，2027年前后全固態(tài)電池有望實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，而大規(guī)模的量產(chǎn)還需要更長(zhǎng)的時(shí)間。
車企、供應(yīng)商紛紛布局
從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)布局來(lái)看，各企業(yè)爭(zhēng)相入局固態(tài)電池領(lǐng)域，并加大在該領(lǐng)域的投資。
論壇上，中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司首席科學(xué)家王德平透露，自2014年啟動(dòng)研發(fā)的全固態(tài)電池項(xiàng)目將于2027年實(shí)現(xiàn)小批量應(yīng)用，始終圍繞整車需求開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)；比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍表示，比亞迪計(jì)劃于2027年前后啟動(dòng)固態(tài)電池的批量示范裝車應(yīng)用，2030年前后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)；豐田汽車研發(fā)的高性能全固態(tài)電池僅需10分鐘即可充滿，續(xù)駛里程有望超1200公里，計(jì)劃于今年3月起試生產(chǎn)，2026年進(jìn)行量產(chǎn)。
除車企紛紛布局固態(tài)電池，寧德時(shí)代等電池供應(yīng)商企業(yè)則具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。寧德時(shí)代主要采用硫化物和凝聚態(tài)聚合物雙重材料體系作為固態(tài)電池的電解質(zhì)材料，計(jì)劃在2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)。
當(dāng)前，固態(tài)電池領(lǐng)域存在三大主流技術(shù)路線，包括聚合物固態(tài)電池、氧化物固態(tài)電池以及硫化物固態(tài)電池，主要區(qū)別于所采用的固態(tài)電解質(zhì)類型。
中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高表示，當(dāng)前，全固態(tài)電池的技術(shù)路線要聚焦以硫化物電解質(zhì)為主體電解質(zhì)，匹配高鎳三元正極和硅碳負(fù)極的技術(shù)路線，以比能量400瓦時(shí)/公斤、循環(huán)壽命1000次以上為性能目標(biāo)，確保2027年實(shí)現(xiàn)轎車小批量裝車，2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。
歐陽(yáng)明高介紹，在硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)業(yè)化方面，目前眾多企業(yè)已經(jīng)建立了小批量供應(yīng)能力，還需要重點(diǎn)攻克大規(guī)模生產(chǎn)工藝，包括豐田、本田等外資車企，以及寧德時(shí)代、比亞迪、吉利等中國(guó)企業(yè)。
量產(chǎn)面臨諸多挑戰(zhàn)
由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限，固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池主流地位的電池，相關(guān)研究進(jìn)展迅速。但業(yè)內(nèi)專家也指出，固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化并非一路坦途，尤其需要解決技術(shù)、工藝和成本的問(wèn)題。
在技術(shù)方面，歐陽(yáng)明高指出，材料層面，電極材料需解決不可逆相變和顆粒破碎問(wèn)題，以提升循環(huán)穩(wěn)定性；高電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)雖能提升電池動(dòng)力性能，但空氣穩(wěn)定性差；硅基材料可顯著提高電池能量密度，但需解決體積膨脹難題。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)專家委員會(huì)副主任孫世剛提出，高能固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)主要來(lái)自如何進(jìn)一步提升固態(tài)電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，并構(gòu)筑相容穩(wěn)定的固界面。
要想實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，成本是不得不考慮的問(wèn)題。在降低成本方面，孫華軍表示，雖然當(dāng)前硫化物電解質(zhì)成本較高，但規(guī)模化生產(chǎn)后，固態(tài)三元電池有望與液態(tài)三元電池實(shí)現(xiàn)同價(jià)。
上海屹鋰新能源科技有限公司董事長(zhǎng)張希表示，由于源頭材料硫化鋰價(jià)格的大幅下降，目前電解質(zhì)成本下降很快，去年硫化物電解質(zhì)價(jià)格在7萬(wàn)—8萬(wàn)元/公斤，今年已經(jīng)到了1萬(wàn)—2萬(wàn)元/公斤，預(yù)計(jì)明年可到6000—7000元/公斤，2030年有望到幾百元每公斤。
“盡管固態(tài)電池已經(jīng)到了量產(chǎn)的前夕，但在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，液態(tài)電池和固態(tài)電池在市場(chǎng)上很可能是共存關(guān)系，而非取代。”苗圩指出，此前部分企業(yè)宣布已經(jīng)量產(chǎn)裝車的固態(tài)電池大部分是半固態(tài)電池，半固態(tài)電池仍然屬于液態(tài)電池的范疇，不能與固態(tài)電池混為一談，絕不是液態(tài)電池隨著電解液液體的減少就可以發(fā)展成為固態(tài)電池，這是兩個(gè)完全不同的概念。
產(chǎn)學(xué)研協(xié)同推進(jìn)
寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群曾在2024世界動(dòng)力電池大會(huì)上就固態(tài)電池發(fā)展態(tài)勢(shì)表示：“全固態(tài)電池的技術(shù)成熟度用1—9進(jìn)行表示的話，9代表可以上車生產(chǎn)階段，那么目前固態(tài)電池行業(yè)最高水平在4左右。”
對(duì)于未來(lái)固態(tài)電池發(fā)展趨勢(shì)，歐陽(yáng)明高認(rèn)為，從比能量角度來(lái)看，500瓦時(shí)/公斤是電池類型變化難度增加的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，預(yù)計(jì)2030年前重點(diǎn)突破500瓦時(shí)/公斤以內(nèi)電池；而在500瓦時(shí)/公斤以內(nèi)的全固態(tài)電池，正極材料將以高鎳三元為主，負(fù)極材料則逐步從石墨/低硅向高硅硅碳、鋰金屬發(fā)展。
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷突破，正與學(xué)術(shù)研發(fā)進(jìn)展形成共振。
對(duì)于以硫化物為主體電解質(zhì)的轎車全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間，歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)將分為三個(gè)階段——
2025年—2027年，開(kāi)發(fā)石墨/低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池將以200—300瓦時(shí)/公斤為目標(biāo)，攻克硫化物固態(tài)電解質(zhì)，打通全固態(tài)電池的技術(shù)鏈，三元正極和石墨/低硅負(fù)極基本不變，向長(zhǎng)壽命大倍率方向發(fā)展；
2027年—2030年，開(kāi)發(fā)高硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池將以400瓦時(shí)/公斤和800瓦時(shí)/升為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)高容量硅碳負(fù)極，面向下一代乘用車電池；
2030年—2035年，鋰負(fù)極硫化物全固態(tài)電池以500瓦時(shí)/公斤和1000瓦時(shí)/升為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)鋰負(fù)極，逐步向復(fù)合電解質(zhì)（主體電解質(zhì)+補(bǔ)充電解質(zhì)）、高電壓高比容量正極發(fā)展（高鎳、富鋰、硫等）。
王德平建議，固態(tài)電池行業(yè)需加快標(biāo)準(zhǔn)制定，知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，并積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)突破和跨領(lǐng)域工程技術(shù)攻關(guān)，加大人才培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的良性循環(huán)，持續(xù)保持我國(guó)動(dòng)力電池的領(lǐng)先地位。
《中國(guó)城市報(bào)》（2025年03月03日第11版）
