最近,新能源圈被一則消息刷屏。中國科學院物理研究所黃學杰團隊聯合多家科研機構,在全固態電池領域取得重大突破。這項發表在《自然-可持續發展》期刊上的研究成果,被業內專家評價為"解決了制約全固態電池商業化的關鍵瓶頸問題"。
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這已經不是固態電池第一次引發關注,但這次的情況似乎有所不同。從專業期刊的背書到學界的高度認可,都在暗示著:這次突破可能真的讓固態電池向現實邁進了一大步。
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"智能萬能膠":中科院的創新解決方案
要理解這次突破的意義,我們需要先弄清楚固態電池為什么一直"雷聲大雨點小"。簡單來說,現在的液態鋰電池就像在一條濕潤的道路上運送能量粒子,這條路雖然通暢卻存在易燃風險。而固態電池則是把這條路換成了堅固的固態材料,從根本上解決了安全問題,還能讓能量密度大幅提升。
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但問題就出在這個"固態"上。主流的硫化物固態電解質硬如陶瓷,而理想的鋰金屬負極卻軟似橡皮泥。把這兩個性格迥異的材料強行組合在一起,結果就是在微觀層面上千瘡百孔,到處都是縫隙和孔洞。這些微觀缺陷導致電池性能快速衰減,甚至可能引發短路。
過去的解決方案相當"粗暴"。比如豐田公司就嘗試用巨大的外部壓力把兩者硬壓在一起,這就像為了把兩張紙貼緊而在上面壓塊大石頭。結果就是電池系統變得笨重不堪,完全失去了固態電池應有的優勢。
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而這次中國科研團隊的突破,相當于發明了一種"智能萬能膠"。他們在電解質中加入了碘離子,這些離子能在電池工作時自動移動到接口處,像流沙一樣填滿所有縫隙。這種被稱作"動態自適應界面"的技術,讓材料實現了自我修復,從根本上改變了解決問題的思路。
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全球車企都在盯著固態電池
在這場技術競賽中,全球車企紛紛加速布局。國際品牌中,寶馬已經啟動全球首輛全固態電池BMW i7的路測,采用硫化物電解質技術路線,重點驗證電芯的膨脹管理與溫控性能。豐田則計劃在未來幾年實現固態電池量產,目標是將續航提升至1200公里,并實現充電10分鐘補充800公里續航的能力。
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國內車企也在抓緊跟上,將2027年視為量產的關鍵時間節點。長安汽車推出了"長安金鐘罩"固態電池,能量密度達到400Wh/kg,宣稱續航可達1500公里,計劃在2026年完成裝車驗證,2027年實現量產。比亞迪在2024年已完成60Ah全固態電池的中試,同樣瞄準2027年的示范裝車目標,并提出了"固液同價"的雄心,希望將固態電池成本降至與液態電池相當的水平。上汽集團則采取了漸進路線,計劃在2025年底先量產半固態電池,2027年再推出全固態的"光啟電池"。
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在電池制造領域,寧德時代與比亞迪形成了雙雄并進的格局。寧德時代聚焦硫化物技術路線,規劃在2027年建成10-15GWh產能,目標能量密度達到500Wh/kg。比亞迪則以氧化物路線為主,其半固態電池已經量產,實測續航超過1100公里。
續航千公里不再是夢
如果這項技術最終能夠落地,對普通車主來說意味著什么?最直接的改變可能就是續航里程的大幅提升。目前主流電動車的續航多在500-700公里區間,而基于新技術的電池有望讓續航突破1000公里大關。同時,充電時間可能縮短至10-15分鐘,安全性也會得到本質提升。
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更重要的是,由于新技術省去了復雜的外部加壓設備,電池系統的成本可能不升反降。這對固態電池的未來普及至關重要。
不過在保持樂觀的同時,我們也要保持清醒的認知。從實驗室的樣品到量產的商品,還有很長的路要走。一位電池專家坦言,這類技術從論文發表到實現量產,通常需要5到8年時間。這意味著,即使一切順利,我們也要到2030年左右才能看到大規模應用。
在這個過程中,全固態電池還面臨著產業鏈建設、生產工藝優化、成本控制等多重挑戰。正因為如此,業內普遍認為半固態電池可能會作為過渡方案率先登場。它在一定程度上兼顧了安全性和能量密度,同時在工藝上更接近現有產線,更容易實現規模化生產。
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結語
固態突破最重要的意義,或許不在于立即改變現狀,而在于為我們指明了清晰的前進方向。它證明全固態電池并非遙不可及的幻想,而是可以通過持續創新實現的未來。當科學家們一次次攻克技術難關,產業界一步步推進工程化落地,那個續航千公里、充電一刻鐘的電動車時代,終將到來。
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