“祛魅”固態電池：固態電池并非絕對安全，液態電池不會必然被替代

作者 |蔣波

編輯 |韓成功、王東

有人戲言：鋰電行業有兩把火，一把火是固態電池的火熱，一把火是鋰電池起火。

今年以來，固態電池幾乎是每一場行業活動必談的話題。固態電池技術突破、量產的消息更是從未斷絕，資本市場對固態電池概念瘋狂追捧，炒作一波接一波：

一方面，資金不斷密集“投喂”固態電池，數據顯示，今年以來，共發生40余起固態電池投融資事件，投資機構不僅有國家制造業轉型升級基金等國家級資本，也有工銀投資、紫金礦業等大型金融及產業機構，還不乏梅花創投等知名創投機構，甚至還有沙特阿美等國際巨頭。

另一方面，二級市場是沾“固”必火，固態電池指數持續高漲，個股更是集體走出大牛行情。其中上海洗霸（SH：603200）股價今年漲超241%；9月5日，先導智能（SZ：300450）一個20cm的漲停，直接干出了161億的天量成交額。

火熱之下，固態電池的缺點、短板被淹沒、被忽視，這對于鋰電行業的健康發展是不利的。

華夏能源網（公眾號hxny3060）注意到，行業不少專家呼吁，對固態電池的安全性問題不可絕對化，固態電池同樣存在安全隱患；隨著科技創新突破，液態鋰電池的性能在大幅提升，鼓吹“固態電池必然替代液態電池”的說法不符合實情。這些理性、客觀的聲音，此時顯得非常有價值。

安全之辯：固態電池就是“大爆竹”

冬天續航腰斬、充電苦等半小時、隔三差五還能刷到電動車自燃新聞——網上對新能源車主的調侃，直戳他們的心窩子。

但網上說起固態電池，就整齊劃一地捧上“終極解決方案”光環：能量密度是傳統液態電池的2倍以上，電動車續航破千公里輕輕松松；充電快到“喝杯咖啡的功夫就能滿電出發”；更關鍵的是，固態電池“絕對不會起火爆炸”，安全性直接甩開液態電池幾條街！

值得關注的是，今年3月，工業和信息化部等部門發布的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》明確，自2026年7月1日起，所有新申請車型的電池必須滿足“不起火、不爆炸”的要求。資本驚呼，這不正是為固態電池量身定制的嗎？

正是在上述輿論背景下，固態電池充滿了想象空間。然而，行業里并非沒有理性、科學的聲音，固態電池的安全性問題受到了越來越大的質疑。

“液態電池失控可能像個小鞭炮，雖然嚇人但破壞力有限；而固態電池如果突破安全邊界，可能就像個大爆竹，后果更嚴重。”這是近期行業專家對傳統液態電池和固態電池熱失控情況的形象對比。言外之意，固態電池不僅不是絕對安全，而且一旦熱失控危害更大。

華夏能源網注意到，在日前舉行的2025世界動力電池大會上，多位專家也提出了自己的獨立觀點。清華大學車輛與運載學院助理教授任東生表示：“全固態電池畢竟是一個含能的物質，想實現絕對安全難度很大。”武漢大學艾新平教授則稱：“我想告訴學界和產業界，全固態電池是一個能量體，可能不安全，我們不要把對它的預期推得太高了。”

不可否認，固態電解質的安全邊界要比液態電解液更寬。但鋰元素的活潑特性決定，只要是鋰離子電池，就會有發生熱失控的風險，且很難撲救。目前的固態電池，也屬于鋰電池的一種。而且，與液態電池相比，固態電池中鋰的使用量更高。

眾所周知，燃燒有三要素——溫度、可燃物、助燃劑，三者缺一不可。但是，加拿大蒙特利爾大學研究團隊發現，鋰金屬與正極材料接觸，無需氧氣參與就可能引發劇烈鋁熱反應，最高溫度達2500℃。即使0電量的電池，只要存在鋰金屬，仍可能發生此反應。

鋰電池枝晶示意圖

同時，困擾傳統液態電池的枝晶問題，也存在于固態電池中。在液態電池中，鋰枝晶生長到一定程度，就會刺穿隔膜，導致電池內部短路，引發起火。理論上，如果采用固態電解質，枝晶將難以穿透固體材質。然而，枝晶卻可以沿著固態電解質間的縫隙延伸而生長，同樣可引發起火。

更為嚴重的是，目前固態電池多采用高鎳正極、硅碳負極的材料，這些材料可以提高電池的電壓和比能量，但同時也會導致熱失控。

對固態電池安全性質疑聲的增多，表明行業已不再一味“迷信”于固態電池的絕對安全，而是采取更審慎的態度，這對于傳遞科學認知有重要意義。更重要的是，這也提醒固態電池廠家要加大安全性問題的研究投入，不可以天然認為是安全的就喪失了安全意識、不做安全措施。

替代之爭：液態電池場景優勢很明顯

固態電池被稱為鋰電池的“終極形態”。因此，隨著固態電池的發展，傳統液態電池開始受到“冷落”，而且只要出現電動汽車爆燃、儲能電站著火事件，傳統液態電池便會被推出來“背鍋”，遭受一番指責，而固態電池的安全性則會被夸贊一番。

那么，傳統鋰電池真的就那么不安全嗎？固態電池量產后液態電池就會退出歷史舞臺嗎？當然不會，這么想就不免太天真了。

一方面，在安全方面，液態鋰電池也在奮起直追，并通過材料創新、結構優化等，在安全性能上實現了重大突破。

對于燃燒問題，科學家們想到的辦法是在電解液添加阻燃溶劑。目前，國內外研究最廣泛的溶劑是磷酸酯，如磷酸三烷基酯及其衍生物等。磷酸酯類溶劑，由于具有更廣的使用溫度范圍、良好的鋰鹽（如六氟磷酸鋰）溶解性、較低的粘度和寬電化學窗口，更適宜做不燃電解液。

另外，通過向電解液中添加適量的氟代環三磷腈來提高電解液阻燃性能，也越來越受到重視。科學家們研究發現，氟代環三磷腈，特別是五氟（苯氧基）環三磷腈（PFPN）阻燃效果更佳。實驗表明，添加5wt%的PFPN就能有效降低電解液的可燃性，且在整個電池長循環過程中，PFPN分子都能持續發揮作用，確保電池的安全性。

2024年8月，韓國仁川由一輛電動汽車引發的火災

在結構優化方面，鋰電池正負極材料表面包覆技術正受到重視。此種方法為在正負極材料表面涂一層或多層包覆材料，在正負極材料表面形成一層保護膜，可有效提高正極材料的穩定性。

例如，在電池充放電過程中，正極材料會發生體積膨脹和收縮，導致材料表面產生裂紋。表面包覆層可以減緩這種膨脹和收縮，從而減少裂紋的產生。同時，包覆層可以隔離活性物質與電解液，防止熱量傳遞，從而降低電池的安全風險。

值得一提的是，高溫電芯近期再次受到重視。與傳統鋰電池相比，高溫電芯頗有一些“變態”。一般來說，在高溫環境下，傳統鋰電池容易出現熱失控現象。但是，高溫電芯卻有著極強的高溫適應性，而且外界溫度越高，電芯的活性越高，效率也越高。同時，除了電芯本身效率提升之外，高溫電芯還可以進一步降低整個系統的冷卻能耗。

整體來看，固態電池在研發突破的時候，傳統液態電池也在安全性方面不斷發力，并取得了多方面的重大突破。液態電池的生命周期還有很長，未來更大的可能是，固態、液態電池在不同的場景各有優勢，形成互補。

正如業內一些專家所認為的那樣，在既追求高能量密度又要求高安全性的場景下，固態電池是最佳選擇。如在而追求經濟性、高效率的場景，如獨立儲能電站、家庭用儲能設備等，傳統液態電池就可以滿足。

路線之爭：硫化物路線并非“終極選擇”

當固態電池與安全劃上等號后，人們便對其寄予了厚望。以至于每當新能源汽車出現爆燃事故后，許多人都會向打算買新能源汽車的人喊話：“不妨等一等，固態電池馬上就量產了。”

業界預計的量產時間點，是2027年。例如龍頭老大寧德時代11月18日再次明確，“2027年有望實現全固態電池小批量生產。”目前來看，2027年的預期可能太樂觀，固態電池的量產時間節點大概率會往后推移。

在國外，豐田汽車是固態電池的NO1。華夏能源網注意到，今年11月初，豐田汽車再次推遲了位于日本福岡縣的電動汽車電池工廠建設計劃，該工廠主要計劃生產固態電池。盡管豐田汽車對外解釋稱，推遲的原因是電動汽車市場增速放緩，但業內普遍認為其在技術上遇到了瓶頸。與推遲建廠對應的是，豐田汽車已經多次推遲固態電池量產時間表。最初，豐田將量產時間定在2025年，如今直接推到了2030年之后。

國內的情況也領先不到哪里去。時間馬上已經進入了2026年，但縱觀行業，又有哪家公司的固態電池（這里說的是全固態電池）能夠滿足裝車的能量密度？又有哪家廠商建成了達到量產要求的產線？

值得一提的，固態電池的技術路線也出現了爭議，此前被廣泛看好的硫化物路線并沒有取得重大進展。

固態電池細分技術多種多樣，主流有三種：硫化物、氧化物和聚合物。三條技術路線各有企業看好并押注，但硫化物路線被不少專家視為固態電池的“終極選擇”。今年3月，中國科學院院士歐陽明高表示，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。

與此同時，寧德時代（SZ：300750）、比亞迪（SZ：002594）、恩捷股份（SZ：002812）、天賜材料（SZ：002709）等行業頭部企業均看好硫化物技術路線。在固態電池領域布局較早的日韓多家電池企業也均押注于硫化物技術路線。一時間，硫化物技術路線大有“一統江湖”之勢。

硫化物電解質

然而，今年下半年以來，硫化物技術路線開始不斷受到挑戰。其他技術路線的研發進展迅猛，大有比硫化物技術路線提前實現規模化量產之勢。

10月下旬，欣旺達（SZ：300207）正式發布了聚合物全固態電池——“欣·碧霄”。該電池不僅采用了自主研發的交聯型聚合物電解質，還采用了“梯度包覆”技術，能有效抑制鋰枝晶生長，加大安全性的同時還利于長循環。

“我們的技術方案避免了依賴昂貴的硫化物電解質，在保證性能的同時大幅降低了材料成本。”欣旺達如是強調該產品的優勢。

同時，氧化物技術路線也在產業化的路上“狂奔”。在當前液固電池（半固態電池）市場，氧化物電池已成主導。上海洗霸（SH：603200）稱，公司的氧化物電解質不僅實現了量產，而且產品良品率98%，成本比進口低50%。這些優勢，讓氧化物技術路線的有了較強競爭力。

整體來看，如果硫化物技術路線產業化速度再不取得實質性突破，很有可能被其他固態電池技術路線超越。固態電池的路線之爭難以達成統一，技術突破的進度就要慢很多，規模化量產的時間就要再等一等了。