天天滾動:固態電池商業化有多遠

爭相發布“上車”時間表

豐田汽車沉寂已久的固態電池又有動靜和希望了。6月28日，豐田公布新一代電動化技術進展，性能型鋰離子電池、普及型磷酸鐵鋰電池、高性能型鋰離子電池和全固態電池共4類新一代電池，將從2026年起依次投入市場。其中，全固態電池正以2027—2028年推出為目標全力推進研發。據悉，搭載固態電池的車型續航里程將達到1000公里以上，實現快充只需10分鐘。

此前，上汽集團旗下的智己汽車推出業內首個準900V超快充固態電池——第一代光年固態電池，并首搭智己全新轎車智己L6。隨后，上汽集團宣布“首條全固態電池生產線建成貫通倒計時500天正式啟動”，基于聚合物—無機物復合電解質技術路線的上汽全固態電池，將于2026年實現量產。

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同時，廣汽集團在科技日發布全固態電池。據了解，該款全固態電池采用了第三代海綿硅負極和高面容量固態正極技術，其能量密度可達到400Wh/kg以上，較當前量產液態鋰離子電池，體積能量密度提升52%以上，質量能量密度提升50%以上，可輕松實現超1000公里續航。廣汽集團表示，將在2026年完成全固態電池開發，將首先搭載于旗下昊鉑車型。

作為全球動力電池領軍企業，寧德時代也在今年4月首次公布了全固態電池研發和量產時間表。“寧德時代的目標是到2027年小批量生產全固態電池，因為大批量生產仍然會面臨成本等問題。”寧德時代首席科學家吳凱對此仍持謹慎態度，“如果用技術和制造成熟度作為評價體系（以1至9打分），公司的全固態電池研發目前處于4分的水平。”

相較傳統鋰離子電池，全固態電池由于潛在的安全性、高能量密度、高功率特性和溫度適應性等多維優勢，被國際上普遍認為是下一代新能源動力電池技術的首選方案。目前各國均加大投入攻關該顛覆性技術。梳理國內外公司發布的全固態電池產業時間表，產業化主要集中在2027年至2030年。比如，韓國SK On稱，正在開發高分子氧化物復合和硫化物兩種固態電池，目標是到2026年生產出原型產品，2028年實現商業化。而三星SDI也在開發一種沒有負極的固態電池，預計將于2027年量產。

半固態電池不等于全固態電池

近年來，隨著新能源汽車產業的迅猛發展，產業界越發認識到傳統液態鋰電池的極限。比如，能量密度上限低，無法根除消費者的里程焦慮；整體電池質量大；低溫運行不暢、高溫環境下又存在安全隱患等。因此，業界對固態電池“上車”的呼聲日益高漲。

不過，就在企業加快發布固態電池“上車”時間表的同時，關于固態電池概念的爭議也隨之而來。智己汽車在推出固態電池“上車”的消息后，多位業內人士向記者表示，智己汽車發布的光年固態電池實為半固態電池。

這也得到了電池供應商清陶能源聯合創始人李崢的證實：“為了增強固態電解質的鋰離子導電性，清陶能源在電解質中加入了10%的浸潤液，較傳統三元鋰電池減少了5%左右的總液體含量，智己汽車推出的光年固態電池實際上屬于半固態電池。”

根據電解質液含量的不同，電池可以分為液態（液體含量10wt%至25wt%）、半固態（液體含量5wt%至10wt%）、準固態（液體含量0wt%至5wt%）和全固態（液體含量0wt%）四大類。“半固態電池是液態電池和固態電池之間的一種過渡產品，不能直接稱為固態電池。”全國乘聯會秘書長崔東樹明確表示。但現實情況是，大部分企業發布的新電池技術概念都在往這個“筐”里裝。

目前，固態電池有三大主流技術路線，包括聚合物固態電池、氧化物固態電池和硫化物固態電池。日韓和歐美等海外企業更傾向于硫化物技術路線，致力于全固態電池的開發，產業化進程相對緩慢；而國內企業多數選擇氧化物技術路線，研發的產品多為半固態電池。

“國內無論是車企還是電池供應商，當前都具備了半固態電池的量產能力，預計在2025年可實現大批量‘上車’。不過，全固態電池仍然停留在正負極材料的突破階段，因存在材料還未解決的問題，導致近幾年內都無法實現量產。”寧德時代董事長曾毓群說。

“從全行業看，中國既要發展這種漸進性的半固態技術路線，又要防范激進型全固態技術路線帶來的顛覆性風險。”或許正是因為民間存在這種爭議，中科院院士、清華大學教授歐陽明高在談到固態電池時，特別強調了“半”與“全”的區別。

在他看來，全固態電池落地產業化近期應面向電池300Wh/kg（重量比能量）、600Wh/L（體積比能量）的目標，打通全固態電池全技術鏈。中期應以面向500Wh/kg、1000Wh/L為目標，2035年前實現商業化。“規模產業化時間，不是實驗室的樣品，更不是論文。所謂的近期就是3年至5年，中期就是5年至10年。”歐陽明高解釋。

三大挑戰亟待破解

與企業偏于樂觀相比，業內專家對全固態電池商業化進程則略顯保守。“這是因為當前全固態電池還難以兼顧續航和安全性的瓶頸，難以突破電池技術的玻璃天花板。”歐陽明高表示，全固態電池面臨的挑戰具有跨學科的特性，技術門檻極高，涵蓋材料、界面、工藝、產業鏈、設備等問題。

首先是全固態電池的科學技術挑戰。目前，全固態電池產業化仍需要從關鍵材料、界面、復合電極、單體電池不同層面進行解決。

在材料層面，硫化物電解質化學穩定性、空氣穩定性差，批量生產難，基礎硫化鋰成本高。同時，硅碳負極存在體積膨脹大的問題，而鋰負極還不成熟。在界面層面，電極材料、固態電解質的界面相容性不夠，包括界面的副反應、固—固界面機械接觸等。在電極層面，高面載復合電極應變條件下的電荷輸運緩慢。在電芯片層面，環境控制成本高，制作效率比較低。此外，車載工況下的電芯性能綜合評估也沒有相關評價標準。

其次是全固態電池的工藝設備挑戰。“如果我們用濕法工藝，大概能保留一半的現有設備。如果我們用干法工藝，三分之二的設備都不能用了，要換新設備。”歐陽明高稱。

最后是產業鏈挑戰。從供給角度看，我國已基本構建了完整的液態鋰離子電池產業生態，涵蓋從上游礦產資源、材料制造、電池生產、整車應用到回收利用等各個環節。液態鋰離子電池主要供應鏈已實現自主可控。若發展全固態電池，將對現有電池全生命周期產業鏈造成不小的沖擊。

對于固態、液態電池取舍問題，歐陽明高還表示：“日本、歐洲發展全固態電池就是要顛覆中國的優勢，我們恰恰相反，既要保優勢、防顛覆，奮力攻克全固態電池，又要兼顧優化液態鋰離子電池。”

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