2025年初,梅赛德斯-奔驰启动全固态电池实车路测,测试车搭载的固态电池能量密度飙升至450瓦时/千克。这标志着固态电池技术正式从实验室走向产业化应用。
随着中国科学院院士欧阳明高在2025中国全固态电池产学研协同创新平台年会上宣布:“全固态电池2027年开始装车验证,预计2030年实现量产”,全球汽车产业的技术竞赛进入白热化阶段。
固态电池并非全新技术。丰田早在2006年便开展固态电池研发,近期宣布将于2026年小批量试产,2030年后大规模生产。日系三强集体发力:本田2025年1月起试生产纯电动汽车全固态电池,日产则计划今年在横滨工厂启动试生产。
中国军团在这场竞赛中展现出强劲势头。宁德时代已建成全固态电池中试生产线,计划2027年小规模量产。比亚迪自2013年启动研发,预计2027年启动批量示范装车。
车企布局更为激进:广汽埃安宣布2026年实现全固态电池量产装车,奇瑞汽车计划2026年上车,上汽集团宣称2026年量产交付。就连科技巨头华为也公布了硫化物固态电池专利,跨界加入战局。
这场全球竞赛的时间表逐渐清晰:2025-2027年半固态电池过渡产品主导市场,2027-2030年全固态电池逐步量产装车,2030年后将迎来全面商业化时代。
与传统锂离子电池相比,固态电池的突破是全方位的。
能量密度实现质的飞跃。中国科学院院士陈军团队研发的固态电池能量密度达400瓦时/千克,比目前最先进的液态电池高出30%。“未来一到两年,要突破600瓦时每公斤,让电动汽车充一次电跑一千公里以上”陈军表示。
充电效率迎来革命性突破。智己L6搭载的“光年固态电池”充电10分钟可增加400公里续航。蔚来ET9支持900V超充,12分钟补能600公里,比传统加油速度快20%。
安全性能彻底改写行业标准。固态电解质彻底消除漏液风险,在1500℃高温环境下仍能保持稳定,从根本上杜绝自燃隐患。孚能科技第三代固态电池通过超高镍正负极表面固态化技术,实现400Wh/kg能量密度的同时,循环寿命超过1000次。
尽管前景光明,固态电池量产仍面临多重挑战。
界面阻抗问题成为技术攻坚焦点。固态电池中电极与电解质之间的固-固界面接触不良会导致电池内阻增加,严重影响电池性能。中国科学院院士孙世刚指出:“挑战主要来自提升固态电解质的离子导电率、与电极材料的匹配性,以及构筑相容稳定的固固界面”。
锂枝晶生长带来安全隐患。锂金属负极在循环过程中容易形成锂枝晶,可能导致电池短路。解决方案在于开发三维锂金属负极或复合负极材料,优化电解质成分。
成本高企是产业化的最大障碍。当前液态锂离子电池单体成本约每瓦时0.5元,而固态电池材料成本高达每瓦时2元以上。一个100千瓦时的固态电池包仅材料成本就超过20万元,远超现有液态电池。
规模化生产面临设备挑战。全固态电池需重构电极-电解质界面,现有产线设备兼容性不足,需要开发专用生产设备。国海证券分析指出,全固态电池的生产技术要求极高,涉及高温高压等复杂条件,大幅增加生产难度和设备投入。
在多元技术路线竞争中,硫化物电解质成为主流选择。
欧阳明高建议:“全固态电池的技术路线要聚焦以硫化物电解质为主体电解质,匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线”。这种路线离子电导率接近液态电解液,是解决快充瓶颈的理想选择。
国内企业在该领域积极布局:宁德时代、比亚迪均以硫化物路线为主,宁德时代公布的3项固态电池专利中包括《掺杂硫化物材料及其制备方法》。
半固态电池成为重要的过渡方案。清陶化学联合创始人李峥透露,该公司量产的第一代固态电池液含量约5-15%,第二代产品液含量已降至5%以下。蔚来ET9、智己L6等车型搭载的半固态电池,正为全固态技术积累实际应用数据。
干法电极工艺等创新技术加速突破。在2025年全固态电池技术交流大会上,干法电极工艺成为焦点,可简化生产流程,降低制造成本。同时,通过纳米涂层技术改善界面阻抗,提升电池循环稳定性。
固态电池产业化将分阶段推进,市场规模呈爆发式增长。
据《证券日报》预测:2025-2027年,半固态电池率先落地,市场规模将达2000亿元;2027-2030年,全固态电池规模化量产,渗透率突破10%;2030年后,全固态电池成本降至液态电池1.2倍以内,开启全面替代时代。
摩根士丹利预测更为乐观:2030年全球固态电池市场规模将达1200亿美元,年复合增长率45%,中国将占据40%份额。
应用场景将超越汽车领域:新能源汽车领域,续航超1000公里、充电10分钟的车型将在2025-2027年密集上市。
eVTOL飞行器借助固态电池轻量化特性解决动力瓶颈,亿航智能等企业已启动合作。
储能系统受益于循环寿命提升(较液态电池延长2倍以上),大幅降低更换成本。
消费电子领域,华为、vivo计划推出搭载半固态电池的手机产品。
在行业一片乐观中,长安汽车副总裁邓承浩发出冷静声音:“固态电池汽车要等到2030年后才能真正走进老百姓的车库”。在深蓝S09发布会上,他再次强调:“具备成本、质量、性能竞争力的固态电池汽车产品,真正大规模商业化还有很长的路要走”。
这种谨慎源于产业现实。全国政协常委苗圩指出:“固态电池的技术成熟度、生产工艺以及高昂的成本是阻碍其大规模量产的三大障碍”。目前市面上多数“固态电池”实质是半固态产品,液含量仍在10%左右。
真正的硫化物全固态电池技术难度高,敢于攻坚的企业有限。部分企业宣传存在“水分”,承诺的量产时间表可能因“技术迭代”而推迟。消费者想买到具备成本、质量、性能竞争力的固态电池汽车,仍需耐心等待技术成熟与成本下探。
随着宁德时代、比亚迪、丰田等巨头在硫化物固态电解质领域的持续突破,电动车续航突破1000公里的临界点已经清晰可见。
中国科学院院士欧阳明高描绘出明确的技术路线图:以比能量每公斤400瓦时、循环寿命1000次以上为性能目标,确保2027年实现轿车小批量装车。
长安汽车已研制出能量密度400瓦时/公斤的全固态电池样车,上车后续航可达1500公里,安全性比液态电池再提高70%。
当这些技术成果走出实验室,加油站排队的长龙将成为历史记忆,而全球能源存储格局也将被彻底颠覆。