熱點觀察
2025世界動力電池大會如約而至,逾600位專家學者與企業代表齊聚一堂,圍繞新一代電池的“最新技術進展與核心難題”展開深度交流與前瞻探討。
其中,固態電池成為會上熱議的觀點。
固態電池何時可以產業化?產業化還面臨哪些問題?
當前,全固態電池正迎來前所未有的產業熱度。實驗室里頻頻傳出技術突破的消息,資本市場的熱情也如火如荼,但固態電池的商業化時間行業仍沒有定論。
歐陽明高院士表示,爭取2030年全固態電池能夠規模產業化,我們要把握住技術進步的節奏。
俄羅斯工程院外籍院士吳志新則認為,到2032年或2033年左右,全固態電池或許可以實現規模化的裝車使用。
重慶長安汽車股份有限公司副總裁、深藍汽車科技有限公司董事長鄧承浩表示,全固態電池2030年大規模商用是最樂觀的預期,甚至我的判斷可能是2035年。
雖說以上的專家學者及企業家們對全固態電池商業化的節點時間不一,但他們對其未來的發展均持有樂觀的態度。
那么,問題來了,究竟是什么在制約著固態電池的商業化應用呢?
目前,全固態電池面臨的挑戰不僅來自技術本身,更來自產業化過程中的成本、工藝和安全問題。
根據當前市場情況來看,磷酸鐵鋰電芯成本低至0.25元/Wh,而固態電池最便宜也要1.5元/Wh,貴的甚至達5元/Wh。
同時,生產固態電池的原材料更是天價,比如硫化物電解質每公斤近4萬元,是傳統電解液的千倍以上。
在工藝方面,硫化物電解質對濕度極度敏感,量產需全封閉環境,目前行業良品率普遍不到70%。
專業人士直言,全固態電池要達到大規模商業化,需要整個產業鏈要達到規模效應,制造要找到更低成本的制造工藝,確實還有比較長的路要走。
多元技術路線突破,硫化物正在受到更多關注
固態電池的核心競爭力源于電解質技術的革新,目前行業形成了硫化物、鹵化物、氧化物等多條技術路線并行發展的格局,主流技術路線尚未確定。
但隨著寧德時代、比亞迪等企業在硫化物技術上不斷取得新突破,也能一定程度上看出目前主流企業的研發方向。
歐陽明高在公開場合表示,當前要聚焦以硫化物電解質為主體電解質匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線。
他給出了具體的技術路線圖:“2025—2027年以石墨/低硅負極硫化物全固態電池為主,2027—2030年以高硅負極硫化物全固態電池為主,2030年以后,以鋰負極硫化物全固態電池為主。”
之所以選擇硫化物技術路線,是因為其電化學窗口足夠寬,可以兼容高能量密度的正負極體系,且室溫離子電導率高,接近甚至優于液態電解液,意味著更強大的快充能力。
然而,硫化物路線的短板也相當明顯。其規模化生產需要嚴格的干燥環境,否則易生成劇毒的硫化氫,大幅推高基建和能耗成本。
同時,在熱失控情境下,硫化物與正極反應劇烈,可能帶來二次安全風險。
值得一提的是,面對固態電池的技術挑戰,學術界和產業界正在不斷探索新的材料體系和解決方案。
日前,寧波東方理工大學孫學良團隊與合作者開發了一種新型超離子導體,刷新了鹵化物基固態電解質的室溫離子電導率,達到了13.7毫西門子每厘米(mS/cm),并實現了零下50度環境下超穩定的全固態電池。
中國科學院物理研究所研究員兼松山湖材料實驗室副主任黃學杰則通過改變思路,對電解質進行合適改性,將其轉化為雙離子導體,碘陰離子能幫助電池構筑動態穩定的界面,最終做出了無需外壓施加即具備長循環性能的硫化物電解質全固態鋰電池。
過渡方案:半固態電池的商業窗口期
在全固態電池尚未成熟之際,半固態電池已成為行業的折中選擇。
吳志新預判,半固態電池可能有5—7年的商業窗口期。這一判斷基于半固態電池在制造工藝上與現有液態鋰電池的較高兼容性。
蜂巢能源科技股份有限公司董事長兼首席執行官楊紅新認為,半固態技術是在短期內能普及,成本基本不增加,現有產線能直接借用的一種技術解決方案。
數據顯示,2025年上半年半固態電池裝車量同比增長超300%,成為了中國中高端車型的一個重要的選擇。
對于半固態電池的落地場景,楊紅新表示:“在汽車上用的半固態能量密度不一定很高,但是要絕對安全;而低空和人行首先要有很高的能量密度,讓它能夠真正地得到普及。”
具體如下:
中國科學院院士、清華大學教授、中國全固態電池產學研協同創新平臺理事長歐陽明高
2024年1月我們發起成立中國全固態電池產學研協同創新平臺,當時中國全固態電池發展與國外存在一定的差距。經過這一年多的努力,在政府支持全行業參與的情況下,我們正在以加速度的形式來彌補差距,甚至在某些方面已經超越。
當前,全固態電池熱度前所未有。我認為,產業爆發有三要素,技術要厚積薄發,市場要有需求,政策有推動,三者必須同頻共振。
在中國全固態電池產學研協同創新平臺的協調下,已經初步達成了全固態電池路線圖的共識。爭取2030年能夠規模產業化,我們要把握住技術進步的節奏。
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國工程院外籍院士、加拿大皇家科學院院士、加拿大工程院院士、寧波東方理工大學講席教授、中國全固態電池產學研協同創新平臺專家委員會副主任孫學良
針對鹵化物電解質的進展指出,相比硫化物和氧化物,鹵化物電解質與正極兼容性更好,但面臨離子電導率提升、成本控制、規模化生產及電極界面穩定性等關鍵挑戰。
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中國科學院物理研究所研究員兼松山湖材料實驗室副主任、中國全固態電池產學研協同創新平臺專家委員會副主任黃學杰
大家做固態電池的目的很明確,即提升鋰電池能量密度的同時保障其安全性。這其中最重要的挑戰便是界面問題。
針對現有施加高壓改善接觸的方案易引發鋰枝晶生長、界面剝離形成孔洞等問題,他提出“雙離子導體動態界面修復”思路,開發出一種陰離子調控技術,通過引入碘離子作為功能性添加劑,成功解決了全固態金屬鋰電池中電解質和鋰負極之間的界面接觸難題,為實現固態電池的低壓力運行提供了新路徑。
即通過改變思路,對電解質進行合適改性,將其轉化為雙離子導體,碘陰離子能幫助電池構筑動態穩定的界面,最終做出了無需外壓施加即具備長循環性能的硫化物電解質全固態鋰電池。
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國汽車技術研究中心首席科學家、中國全固態電池產學研協同創新平臺專家委員會副主任王芳
固態電池技術已成為全球產業競爭新焦點,而全固態電池仍面臨材料、界面及工程化等多重挑戰。她呼吁通過固態電池標準體系建設工作,規范技術定義和產品研發,加速固態電池研發進程。
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中國第一汽車集團有限公司研發總院技術首席孫煥麗
硫化物全固態電池的工程化面臨材料、工藝及裝備三大核心挑戰。新材料體系對正負極兼容性、電解質成膜及界面設計等工藝提出全新要求,導致漿料穩定性差、成膜質量低及疊片精度難控等問題。
同時,現有裝備難以滿足連續化、致密化生產需求,且涉及多種危化品處理。要打破傳統技術路徑,通過材料-工藝-裝備深度融合與一體化創新,系統解決工程化瓶頸。
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蜂巢能源科技股份有限公司董事長兼首席執行官楊紅新
我們研發固態電池的出發點在于以下兩個方面:一是要圍繞著客戶需求,要把客戶需求擺在第一位;二是技術向善。向善的技術是又要好,成本還要能接受。
基于此,當前的重點是推廣半固態電池,因為它能針對中高端三元電池車型的安全痛點,在不顯著增加成本的前提下,實現快速商業化。
同時,技術布局需具備前瞻性,針對低空飛行、人形機器人等未來場景,則需要開發能量密度更高的半固態電池。
對于全固態電池,則要保持更為審慎的態度,明確指出它在3-5年內仍處于解決技術和成本不確定性的實驗室階段,不建議消費者為此等待。
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俄羅斯工程院外籍院士、中國汽車技術研究中心有限公司原副總經理、中國全固態電池產學研協同創新平臺副理事長吳志新
半固態電池商業化應用的這種周期會有多長?我大致想法是5—7年左右的商業窗口期。全固態電池,我個人認為大概在2032年到2033年開始進入到商業使用期,我們還要等待至少7年到8年的時間。
到了2032年或2033年的時候,全固態電池能夠去規模化地裝車使用。
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重慶長安汽車股份有限公司副總裁、深藍汽車科技有限公司董事長鄧承浩
當前,液態電池還有很多的創新可以做,包括大家剛剛講的半固態。我會讓大家講固液混合,這是液態電池技術路線的升級,固液混合解決的是高能量密度的本質安全。
真正的全固態電池還面臨著很多挑戰,即生產工藝的挑戰和成本的挑戰。我們要客觀理性去看待固態電池的發展,這條路還有很長的時間要走,不能拔苗助長,得給固態電池一個寬松的成長環境。我也想告訴大家,2030年大規模商用是最樂觀的預期,甚至我的判斷可能是2035年。
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