固態(tài)電池，為何總是這么近，那么遠(yuǎn)？|| 新質(zhì)π

2月15日，是今年春節(jié)放假首日，根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，全國高速公路充電量達(dá)到1528.05千瓦時，比去年春節(jié)同期增長116.32%。數(shù)據(jù)并沒有披露平均的充電時長，不過在返鄉(xiāng)的高峰時段，高速服務(wù)區(qū)充電等候時間延長，終究不可避免。

即便全國充電設(shè)備總量已經(jīng)突破2000萬，車樁比已經(jīng)達(dá)到1.9：1，加上各種快充、超充技術(shù)爭相落地，可在高峰期間排隊個把小時，依然是新能源車主一年一度的夢魘時刻。

對液態(tài)鋰電池的技術(shù)焦慮，再一次無比真切又強烈地，傳導(dǎo)到了手握方向盤的每一個人。每到此時，“固態(tài)電池元年”的宣言，就成為撩撥市場的興奮劑。可在屢屢跳票之后，人們才發(fā)現(xiàn)，這不過是一副“狼來了”的安慰劑。

2007年德國的馬普學(xué)會固體研究所，印度科學(xué)家R. Murugan及其團(tuán)隊，發(fā)現(xiàn)了一種鋰鑭鋯氧（LLZO）的特殊材料。它在室溫下具有優(yōu)異的鋰離子導(dǎo)電性，打破了“固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率必然低于液態(tài)”的傳統(tǒng)認(rèn)知，學(xué)術(shù)圈將其稱為“固態(tài)電解質(zhì)的黎明”。彼時，特斯拉尚未成立，中國的新能源汽車戰(zhàn)略還在醞釀，豐田還在改良普銳斯混合動力車。

可誰也沒想到，從黎明到破曉，固態(tài)電池要經(jīng)歷如此漫長的等待。曾經(jīng)領(lǐng)跑該項技術(shù)的豐田，不得不將全固態(tài)電池量產(chǎn)的時間表，第三次推遲至“2030年前后”。而雄踞全球最大電動車市場的中國，裝車應(yīng)用的也僅是半固態(tài)電池。

所有人都在迫切地追問同一個問題：固態(tài)電池商用，到底離我們有多遠(yuǎn)？

下一代電池

只有置身于全球能源轉(zhuǎn)型的宏大敘事中，才能理解為何固態(tài)電池會成為全球能源技術(shù)爭奪的高地。

一切源于21世紀(jì)初，全球汽車產(chǎn)業(yè)行駛到了十字岔口。在減碳的共識下，尋找新型替代能源成了決勝未來的關(guān)鍵。

敢于押注“氫能”的日本，從20世紀(jì)70年代就開始了氫能研究。特別是在2011年福島核事故后，氫能被提升至國家戰(zhàn)略高度。2014年，豐田推出量產(chǎn)氫燃料電池車Mirai，象征著日本對“氫社會”的雄心。

憑借精密材料與制造優(yōu)勢，日本計劃避開與中、韓在傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域的正面競爭，企圖通過全新賽道實現(xiàn)超越。

然而，“專利壁壘+封閉生態(tài)”的慣性思維，讓氫能幾乎成了日本的單人游戲。建設(shè)成本高達(dá)數(shù)百萬美元的一座加氫站，讓產(chǎn)業(yè)鏈難以形成規(guī)模效應(yīng)。

截至2024年的最新數(shù)據(jù)，全日本加氫站僅有尷尬的166座，距離2030年1000座的目標(biāo)，達(dá)成率不足兩成。

幾乎同一時期，中國則做出了不同的選擇。2012年，國家“十二五”規(guī)劃明確了以純電動汽車為主的新能源汽車發(fā)展路線。在政策、資本與市場的合力下，催生了全球產(chǎn)業(yè)最富活力，技術(shù)應(yīng)用前沿，產(chǎn)品選擇多樣，同時也是競爭最慘烈的電動車市場。

據(jù)中汽聯(lián)統(tǒng)計，2025年新能源車銷售滲透率首次超過50%，已經(jīng)超越燃油車，特別是在一線城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，電動車逐漸普及成為主流。可甜蜜的煩惱也隨之而來，寧德時代的麒麟電池、比亞迪的刀片電池，已將現(xiàn)有材料體系的性能推向極限，現(xiàn)有鋰電池技術(shù)的天花板，觸手可及。更高的能量密度、更可靠的安全性、更快的補能速度，成為困擾產(chǎn)業(yè)的“不可能三角”。

此時，固態(tài)電池所能達(dá)成的能量密度、安全特質(zhì)和超快充電，似乎成了最優(yōu)解，讓不同技術(shù)路線找到了交匯點。無論是日本的氫能還是中國的純電，都不約而同地將“下一代電池”的答案，指向了固態(tài)電池，讓其一躍成為決定未來全球汽車與能源產(chǎn)業(yè)格局的終極武器。

實驗室困境

二十世紀(jì)初，當(dāng)全球產(chǎn)業(yè)界還沉醉于液態(tài)鋰電池的商業(yè)化浪潮時，豐田的研發(fā)團(tuán)隊悄然鎖定了一個方向——硫化物固態(tài)電解質(zhì)。這是一種天賦異稟的材料，其室溫離子電導(dǎo)率可與液態(tài)電解液相媲美。

但硫化物的完美外表之下，難掩嬌貴體質(zhì)。硫化物材料對水分和氧氣極其敏感，微量的水汽就足以使其分解變性，甚至產(chǎn)生有害的硫化氫氣體。

這意味著，常規(guī)的無塵車間無法滿足生產(chǎn)要求，必須建造實驗室級別的超級干燥房，將空氣露點控制在-60℃以下。超過半導(dǎo)體工廠的潔凈度要求，以及高昂的能耗，讓造價陡然飆升。

曾在豐田合作實驗室工作過的工程師，將工廠比作圣殿，他回憶說：每一個環(huán)節(jié)都在氮氣保護(hù)下進(jìn)行，操作人員仿佛在太空中作業(yè)。哪怕為了小數(shù)點級別的性能提升，都可能要對整個干燥系統(tǒng)進(jìn)行長時間的調(diào)試。

為了追求材料的極致純潔性，數(shù)十年來，豐田為此投入了數(shù)億美元，構(gòu)筑了超過1300項的核心專利壁壘，只為在硫化物的圣殿里加冕。

然而，極致的環(huán)境要求，令規(guī)模化生產(chǎn)變得遙不可及。豐田的全固態(tài)電池量產(chǎn)時間表，從最初的2020年，一路推遲至2027～2028年，最近一次模糊在“2030年前后”。奉為圭臬的工匠精神，讓豐田知道如何做出世界上最精致的樣品，卻忽略了再好的產(chǎn)品，也需要以合理的成本、規(guī)模的產(chǎn)量、穩(wěn)定的性能生產(chǎn)出來，就好比生產(chǎn)雨刮器一樣。

2025年7月，日本百年精密儀器公司島津制作所宣布，將與大阪都立大學(xué)簽署協(xié)議，共同開發(fā)針對全固態(tài)電池材料的尖端分析測量方法。不難看出，執(zhí)著的日本產(chǎn)業(yè)界，仍試圖從根源上解決硫化物材料體系的穩(wěn)定性與工藝難題。

只是誰都不知道，時間的玫瑰何時會盛開。

走出象牙塔

相比日本，中國的固態(tài)電池，起步并不算晚，卻選擇了另一條路。

20世紀(jì)80年代，剛從德國馬普學(xué)會固體研究所訪學(xué)歸國的陳立泉，一頭扎進(jìn)北京中科院物理所的一間簡陋實驗室。當(dāng)時的科研條件非常艱苦，實驗用的手套箱是漏氣的，只能用膠帶封補，二手的壓片機(jī)也是自行改裝過的。靠著“小米加步槍”，陳立泉帶著團(tuán)隊，不斷嘗試壓制鋰鑭鋯氧（LLZO）薄片。

中國科學(xué)院物理研究所研制的我國第一塊固態(tài)鋰電池

1988年，中國第一塊固態(tài)電池樣品誕生！雖然它僅能點亮小燈泡，卻照亮了中國電池能源產(chǎn)業(yè)的未來。1996年，陳立泉團(tuán)隊牽頭起草了國內(nèi)第一份關(guān)于發(fā)展鋰離子電池的建議書，直接推動了國家“863”計劃相關(guān)項目的設(shè)立。

2001年，陳立泉榮獲中國工程院院士稱號，如今提起他，有個更為響亮的名號：中國鋰電池之父。他培養(yǎng)了諸多在中國鋰電池行業(yè)擔(dān)當(dāng)中流砥柱的科學(xué)家和企業(yè)家，寧德時代創(chuàng)始人曾毓群，就曾在他門下，就讀博士。

雖然常年泡在實驗室，陳立泉卻非常接地氣，他深知再先進(jìn)的技術(shù)，也需要市場驗證。“好文章不等于好技術(shù)，好技術(shù)不等于好產(chǎn)品”，是他的口頭禪。這句話不僅是中國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的最佳注腳，也讓主攻氧化物固態(tài)電解質(zhì)，并接受“半固態(tài)”的過渡形態(tài)，成為科研界和產(chǎn)業(yè)界的共識。

與日本專攻的硫化物相比，中國選擇的氧化物，雖然材料初始電導(dǎo)率不占優(yōu)，但勝在環(huán)境穩(wěn)定性好，足夠皮實。不追求材料的絕對完美，而是通過系統(tǒng)工程方法，聚焦解決產(chǎn)業(yè)化難題，這奠定了中國在固態(tài)電池競賽上的總體基調(diào)。

在動力電池領(lǐng)域，安全始終是萬眾矚目的話題。相比充盈電解液的液態(tài)電池，固態(tài)電池由電解質(zhì)組成，安全性毋庸置疑。但全固態(tài)要求電解質(zhì)絕對“純凈”，這在工程上近乎不可能。

寧德時代在攻堅界面阻抗時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣優(yōu)化氧化物電解質(zhì)本身，界面問題依舊。他們換了個思路，主動引入 “雜質(zhì)”，研發(fā)出一種 “梯度復(fù)合界面層” 。在硬質(zhì)的氧化物電解質(zhì)和電極之間，構(gòu)筑一個兼顧離子導(dǎo)通和機(jī)械緩沖的過渡區(qū)。就像在玻璃與鋼板之間，加入一層納米級的特種緩沖材料，既傳導(dǎo)離子，又化解應(yīng)力。依靠這一“不純粹”的設(shè)計，關(guān)鍵電芯的界面阻抗一舉降低超60%，并通過針刺安全測試。

2016年8月，同在中科院物理所，長期研究動力電池技術(shù)的俞會根，找到陳立泉和研究員李泓，共同創(chuàng)辦了衛(wèi)藍(lán)新能源。作為國內(nèi)最早投身固態(tài)電池研發(fā)生產(chǎn)的衛(wèi)藍(lán)，一邊手握物理所導(dǎo)入的核心專利，另一邊則與整車廠牽手，尋找商用落地場景。

讓衛(wèi)藍(lán)真正出圈的，是2023年底的一場馬拉松直播。當(dāng)時，蔚來汽車董事長李斌駕駛著150kWh電池包的ET7，完成從上海到廈門的長途奔襲，全程1044公里，途中沒有進(jìn)行任何形式的補能。

直播所用的電池包正是衛(wèi)藍(lán)為蔚來定制的半固態(tài)電池。在刷新了電動車?yán)m(xù)航紀(jì)錄的同時，也讓衛(wèi)藍(lán)獨創(chuàng)的“原位固態(tài)化技術(shù)”，第一次從實驗室開上了高速公路。

長久以來，固態(tài)電池的“固-固界面”接觸難題，始終是難以逾越的天塹。傳統(tǒng)固態(tài)電解質(zhì)與電極材料間如兩枚生硬的硬幣，難以緊密貼合，導(dǎo)致電池性能衰減、安全風(fēng)險攀升。衛(wèi)藍(lán)團(tuán)隊另辟蹊徑，將液態(tài)前驅(qū)體注入電池，再通過精準(zhǔn)溫控，使其在內(nèi)部“原位生長”為固態(tài)電解質(zhì)，如同水滲入沙粒般自然填滿每一處孔隙。這一過程被形象地稱為“煮雞蛋”——從液態(tài)到半固態(tài)，最終完成固態(tài)化蛻變，從而消除界面頑疾。

與衛(wèi)藍(lán)并稱固態(tài)電池“雙子星”的清陶能源，在“原位固態(tài)化”技術(shù)方面同樣有著深厚功底。與衛(wèi)藍(lán)背靠中科院物理所，深諳化學(xué)反應(yīng)控制不同，清陶依托的是清華大學(xué)在陶瓷材料方面的獨門絕技。

清陶采用的是半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、全固態(tài)三步走的技術(shù)策略。通過氧化物、鹵化物和聚合物的復(fù)合體系，結(jié)合干法工藝的技術(shù)突破，清陶的工程師讓電解質(zhì)前驅(qū)體在電極材料的孔隙中直接反應(yīng)、結(jié)晶，形成“你中有我、我中有你”的一體化結(jié)構(gòu)，以材料體系的整合創(chuàng)新，解決固－固接觸的難題。這好比不是先做好磚再砌墻，而是讓墻體自己生長，一體成型。

2026年1月，內(nèi)蒙古牙克石的極寒測試場，氣溫零下40℃。搭載清陶能源半固態(tài)電池包的車輛，歷經(jīng)多項嚴(yán)苛的測驗，最終順利過關(guān)。

橫貫在固態(tài)電池商用路上的難題，遠(yuǎn)不止這些。逢山開路，遇水架橋，中國方案總是跳出實驗室，進(jìn)入工廠和市場，找到實用、能用、好用的最短連接線。或許都不完美，但每一次打磨，它們都用結(jié)果在證明：即便是最尖端的制造業(yè)競爭，勝利也往往不取決于最閃耀的技術(shù)，而是取決于堅韌、靈活、貼近市場的產(chǎn)業(yè)化路徑。

“固態(tài)”羅生門

2026年的CES展上，芬蘭初創(chuàng)公司Donut Lab扔出一枚重磅新聞：發(fā)布全球首款“可立即量產(chǎn)”的全固態(tài)電池。其宣稱能量密度為400Wh/kg，5分鐘即可充滿，而且循環(huán)壽命達(dá)到驚人的10萬次。一連串驚掉下巴的參數(shù)，吸引了資本的目光，也引發(fā)諸多的質(zhì)疑。

蜂巢能源董事長楊紅新次日便潑下冷水：“那電池在世界上不存在。所有參數(shù)都是矛盾的……任何一個對技術(shù)有基本了解的工程師，都會認(rèn)為那是騙局。”

在沒有披露任何硬核技術(shù)細(xì)節(jié)的前提下，要對這家缺乏產(chǎn)業(yè)底蘊的初創(chuàng)公司報以信心，確實不是件易事。況且在歷史的經(jīng)驗中，曾多次上演過類似場景——過于完美的故事，往往最需要警惕。

實際上，對“全固態(tài)電池”實現(xiàn)真正量產(chǎn)，科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界普遍采取謹(jǐn)慎樂觀的態(tài)度。在與接近核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)內(nèi)幕的專家交流過程中，他們大都將時間放到了8～10年后。

不過，在激烈的新能源車企商戰(zhàn)中，營銷話術(shù)則多了一份彈性和解釋空間。2024年，東風(fēng)汽車宣布交付“固態(tài)電池車”，但實際上車輛搭載的是固液混合電池。同樣，智己L6宣傳的“光年固態(tài)電池”，其供應(yīng)商清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人李崢在抖音直播中承認(rèn)，這是半固態(tài)電池，屬于“過渡階段”產(chǎn)品。

無獨有偶，日本TDK公司與同志社大學(xué)合作研發(fā)的電池，在學(xué)術(shù)論文中被稱為“準(zhǔn)固態(tài)電池”（quasi-solid-state），強調(diào)了其仍使用特種不可燃電解液的本質(zhì)。行業(yè)甚至還出現(xiàn)了“類固態(tài)”“凝聚態(tài)”等各種衍生詞匯，令人無法明辨。

此外，隨著科研的不斷深入，關(guān)于固態(tài)電池的種種神話，也在逐漸祛魅。比如，在大眾的普遍認(rèn)知中，固態(tài)電池?fù)碛薪^對的安全，不怕外力侵入，不會起火燃燒。然而摩根大通2025年12月的專項測試報告顯示：即便是最有前景的硫化物全固態(tài)電池，在針刺、擠壓等極端測試中，依然會發(fā)生熱失控。原因在于，內(nèi)部短路產(chǎn)生的巨大熱量若無法迅速消散，仍會導(dǎo)致固態(tài)材料自身分解并產(chǎn)生高溫。其安全優(yōu)勢是相對的，而非絕對的。

中國科學(xué)院院士歐陽明高對產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和科研方向，看得非常透徹。他在多個場合指出，固液混合是實用的過渡路徑，全固態(tài)才是終極目標(biāo)。當(dāng)前的半固態(tài)方案，更像是為成熟的液態(tài)電池體系打上的一個“高級補丁”，其能量密度提升（例如從300Wh/kg到400Wh/kg）雖有意義，但與理論可達(dá)500Wh/kg以上的全固態(tài)相比，仍有代際差距。也就是說，從科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌龋牍虘B(tài)仍然只能算是液態(tài)電池的升級版本，就像蝌蚪的變態(tài)發(fā)育，就算長出了兩條后腿，也沒達(dá)到青蛙的形態(tài)。

根據(jù)歐陽院士的預(yù)測，要實現(xiàn)500Wh/kg的第三代鋰負(fù)極硫化物全固態(tài)電池，時間大概在2030—2035年。不過，他也坦言，對于第三代，目前仍處于論文證偽的早期階段。

下半場哨聲

2月1日，馬斯克在社交平臺發(fā)文：“實現(xiàn)干電極工藝的規(guī)模化生產(chǎn)，這在鋰電池生產(chǎn)技術(shù)上是一項重大突破，難度極高。祝賀特斯拉工程、生產(chǎn)和供應(yīng)鏈團(tuán)隊以及我們的戰(zhàn)略合作伙伴供應(yīng)商取得的卓越成就。”

隨后，特斯拉官方團(tuán)隊轉(zhuǎn)發(fā)了這則消息，并回復(fù)稱：“干電極制造工藝可降低成本、能源消耗和工廠復(fù)雜性，同時顯著提高可擴(kuò)展性。”

從簡短的語言里，普通人恐怕無法理解其顛覆性的價值，但身處行業(yè)中的玩家，應(yīng)該都能體會到一次靈魂震撼。

一切還要回到電池的制造工藝上。目前，世界通行采用的是傳統(tǒng)“濕法”工藝。就是需要將活性材料與液態(tài)溶劑進(jìn)行混合，制成漿料涂布，然后再通過高溫將其烘干。而固態(tài)電解質(zhì)，尤其是硫化物、氧化物等無機(jī)材料，大多怕水、怕溶劑，在濕法漿料中會失效或性能劇降。

而干電極工藝徹底跳過了這個關(guān)鍵步驟，直接將干粉狀材料（活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、黏結(jié)劑）混合，通過纖維化技術(shù)和高壓輥壓直接成薄膜電極，全程無需溶劑、無需烘干。

除了環(huán)保、節(jié)能和降低成本，其革命性的意義在于：無論是硫化物、氧化物還是未來的新材料，只要是所有“怕水怕溶劑”的先進(jìn)電解質(zhì)材料，它將是當(dāng)前唯一可行的量產(chǎn)工藝。

特斯拉已在其柏林工廠的4680電池產(chǎn)線上應(yīng)用此工藝，良率達(dá)到93%。這不禁讓人想起特斯拉電動車在規(guī)模化量產(chǎn)前，已經(jīng)先行研制的一體化車身壓鑄以及線束新結(jié)構(gòu)專利。這次，馬斯克雖然沒有直接發(fā)布固態(tài)電池，但他手握著制造固態(tài)電池最核心的工藝，一旦電解質(zhì)材料成熟，他便可能先發(fā)制人。

不過，相比特斯拉在美國的一枝獨秀，中國產(chǎn)業(yè)所擁有的強大體系化動員能力，以及廣闊的市場縱深，則是另一種難以超越的整體優(yōu)勢。2026年，已有超12家中國主流車企將之設(shè)定為全固態(tài)電池的裝車驗證年，2027年則為小批量量產(chǎn)年。

例如，一汽紅旗的全固態(tài)電池樣車近期下線，剛通過200°C極端熱濫用測試。廣汽埃安的全固態(tài)電池中試線已投產(chǎn)，計劃2026年搭載于昊鉑車型。當(dāng)升科技、天齊鋰業(yè)已實現(xiàn)固態(tài)正極材料、硫化鋰等關(guān)鍵材料的噸級供貨或送樣。

中國正在將半固態(tài)領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢，轉(zhuǎn)化為全固態(tài)的供應(yīng)鏈優(yōu)勢。從上游的電解質(zhì)材料（硫化物、氧化物），到中游的電芯制造（原位固態(tài)化、干法工藝探索），再到下游的整車驗證與數(shù)據(jù)積累，正匯聚成一張全球最完整的固態(tài)電池研發(fā)與產(chǎn)業(yè)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。

尾聲

行百里者半九十，末路之難也。這恐怕是對“固態(tài)電池商用，離我們還有多遠(yuǎn)”，最貼近現(xiàn)實的回答。

正如陳立泉院士所言，好技術(shù)不一定有好產(chǎn)品。以這個標(biāo)準(zhǔn)，要做出真正的固態(tài)電池，就是要將最先進(jìn)的材料，以最穩(wěn)定、最經(jīng)濟(jì)的方式放進(jìn)量產(chǎn)車?yán)铮谜鎸嵤澜鐏碜鲵炞C。

固態(tài)電池正進(jìn)入漫長戰(zhàn)事的中場。剛剛結(jié)束的上半場，以半固態(tài)形式，續(xù)航超過1000公里、安全性顯著提升的電動車已經(jīng)裝車上路。下半場的哨聲已經(jīng)響起，面對全固態(tài)電池的成本、工藝、界面的穩(wěn)定性，或?qū)⒂瓉碜詈蟮臎_刺。

No.6

774 原創(chuàng)首

作者簡介：品牌戰(zhàn)略與市場營銷高管，商業(yè)傳記作家，致力破解AI時代企業(yè)的轉(zhuǎn)型、變革與增長之惑。

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