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狂熱的固態(tài)電池,何時才能商業(yè)化?

撰文 | 張 宇
編輯 | 楊博丞
題圖 | IC Photo
2025年是全固態(tài)電池從實驗室研發(fā)向中試量產(chǎn)加速過渡的關(guān)鍵之年。伴隨著材料創(chuàng)新、核心工藝迭代等取得新進展,使得全固態(tài)電池行業(yè)在這一年迎來了實質(zhì)性進階,全固態(tài)電池量產(chǎn)上車的時間節(jié)點也愈發(fā)臨近。
11月22日,央視新聞報道稱,中國首條大容量全固態(tài)電池產(chǎn)線正式宣告投產(chǎn),目前正在進行小批量測試生產(chǎn)。該產(chǎn)線由廣汽集團自主建設,所生產(chǎn)的全固態(tài)電池能量密度比現(xiàn)有動力電池能量密度提升接近一倍,可輕松支撐搭載車型的續(xù)航里程突破1000公里大關(guān)。據(jù)悉,廣汽集團計劃于2026年進行小批量裝車實驗,2027年至2030年將逐步進行批量生產(chǎn)。
全固態(tài)電池是一種使用固態(tài)電解質(zhì)完全替代傳統(tǒng)液態(tài)電解液及隔膜的電化學裝置,其核心特征在于離子傳導介質(zhì)為固態(tài)物質(zhì)而非液態(tài),這使其具備更高能量密度、安全性和更長壽命的潛力,因而全固態(tài)電池被認為是徹底解決新能源汽車續(xù)航里程焦慮和安全焦慮的“終極方案”。
過去數(shù)年,全固態(tài)電池多停留在概念炒作層面,而2025年以來,行業(yè)迎來諸多關(guān)鍵突破,多家參與者相繼啟動小批量試產(chǎn),發(fā)展重點明確指向“可驗證、可工程化、可量產(chǎn)”的核心訴求,一場圍繞顛覆性電池技術(shù)的“跑馬圈地”已悄然開啟。
一、參與者打響搶位戰(zhàn)
當前,全固態(tài)電池賽道已形成陣營分明的四大陣營:一是以寧德時代、比亞迪、國軒高科、LG新能源為代表的動力電池企業(yè),依托規(guī)模與技術(shù)積累占據(jù)核心地位;二是以廣汽集團、奇瑞汽車、豐田等為代表的整車企業(yè),通過深度綁定產(chǎn)業(yè)鏈推動產(chǎn)業(yè)化進程;三是以先導智能、贏合科技為代表的原材料及設備企業(yè),掌控產(chǎn)業(yè)鏈上游關(guān)鍵環(huán)節(jié);四是以衛(wèi)藍新能源、清陶能源為代表的創(chuàng)新電池技術(shù)企業(yè),聚焦差異化路線實現(xiàn)技術(shù)突圍。
上述四大陣營的參與者全面覆蓋全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié),動作各有側(cè)重卻均釋放出明確的落地信號:或推出全固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)品,或啟動中試產(chǎn)線建設,或公布量產(chǎn)與商業(yè)化落地時間節(jié)點,共同加速全固態(tài)電池落地進程。
寧德時代早在2024年4月就公布了全固態(tài)電池研發(fā)和量產(chǎn)時間表。在2025年7月的業(yè)績說明會上,寧德時代再次明確表示,預計2027年小規(guī)模量產(chǎn)全固態(tài)電池,2030年前后有望實現(xiàn)更大的規(guī)模化生產(chǎn)。隨后,在11月12日舉辦的2025世界動力電池大會上,寧德時代董事長曾毓群再談全固態(tài)電池,并直言在全固態(tài)電池方面,寧德時代的研究和產(chǎn)業(yè)化進度已處于全球前列。
面對全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化搶位戰(zhàn),國軒高科已進入中試量產(chǎn)階段,并啟動了2GWh級量產(chǎn)線的設計工作,計劃2027年第三季度實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。億緯鋰能的“龍泉二號”全固態(tài)電池成功下線,其固態(tài)電池研究院成都量產(chǎn)基地已正式揭牌,該基地全面投產(chǎn)后年產(chǎn)能接近50萬顆電芯。而孚能科技預計2025年年底實現(xiàn)全固態(tài)電池中試產(chǎn)線的投產(chǎn)和全固態(tài)電池的小批量交付,2026年至2027年推進小批量量產(chǎn)裝車,2030年將實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
與此同時,整車企業(yè)也紛紛公布全固態(tài)電池的量產(chǎn)時間與計劃,加速推進全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程。
比亞迪給出的具體規(guī)劃顯示,2027年率先在仰望品牌搭載1000輛示范車型,進行長途物流、高端出行等場景測試;2030年實現(xiàn)4萬輛裝車規(guī)模,覆蓋王朝、海洋系列中高端車型;2033年計劃開放外供,裝車規(guī)模突破12萬輛。
此外,長安汽車表示2025年將首發(fā)搭載全固態(tài)電池的樣車,2026年進行規(guī)?;难b車驗證,2027年逐步量產(chǎn);吉利汽車計劃2026年完成全固態(tài)電池裝車驗證,并在2027年實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)?;上汽集團的全固態(tài)電池產(chǎn)線已全線貫通,2025年年底將實現(xiàn)樣件生產(chǎn)下線,首款全固態(tài)電池“光啟電池”預計于2027年實現(xiàn)量產(chǎn)。
種種跡象表明,全固態(tài)電池已不再是概念炒作。在2025世界動力電池大會上,中國科學院院士歐陽明高也指出,全固態(tài)電池正進入關(guān)鍵攻堅階段,過去一年在材料機制、界面穩(wěn)定和工程化驗證方面均取得超預期進展。
二、仍需邁過三道難關(guān)
全固態(tài)電池的能量密度有望突破600Wh/kg,是當前動力電池主流技術(shù)液態(tài)鋰電池能量密度(200Wh/kg-300Wh/kg)的兩倍以上,并且安全性更高,能夠消除液態(tài)鋰電池電解質(zhì)的熱失控風險。同時,全固態(tài)電池在充放電過程中幾乎沒有鋰離子的消耗,循環(huán)壽命也得以大幅提升。
然而,全固態(tài)電池要實現(xiàn)從實驗室研發(fā)到商業(yè)化量產(chǎn)的關(guān)鍵跨越,遠比想象中更為坎坷。
盡管2025年全固態(tài)電池在技術(shù)上取得了諸多突破,但仍面臨一些關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸,對全固態(tài)電池的性能和產(chǎn)業(yè)化進程產(chǎn)生了直接影響。離子電導率是全固態(tài)電池面臨的核心難題之一。固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率普遍低于液態(tài)電解質(zhì),而離子電導率低會導致電池在快速充放電時,鋰離子傳輸速率跟不上需求,使得電池發(fā)熱嚴重,性能下降,甚至可能引發(fā)安全問題,嚴重限制了電池的充放電速度和功率密度。目前,硫化物、氧化物、聚合物三條技術(shù)路線是解決離子電導率不足的主流方案,然而無論哪一條技術(shù)路線,雖然各具優(yōu)勢,但也均存在明顯弊端。
界面兼容性也是困擾全固態(tài)電池發(fā)展的一大難題。固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的固-固界面存在較大的界面阻抗,在充放電過程中,由于電極材料的體積變化,固-固界面容易出現(xiàn)接觸不良、孔隙增多等問題,導致鋰離子傳輸受阻,電池容量衰減加快,循環(huán)壽命縮短。
目前,解決界面兼容性問題的研究方向主要包括界面修飾和結(jié)構(gòu)設計,比如通過在電極表面涂覆一層具有良好兼容性的緩沖層降低界面阻抗,增強界面穩(wěn)定性,以及通過設計新型的電極-電解質(zhì)結(jié)構(gòu),增加電極與電解質(zhì)的接觸面積,改善鋰離子傳輸路徑,從而提升界面兼容性。
成本居高不下,亦是制約全固態(tài)電池量產(chǎn)的關(guān)鍵瓶頸。根據(jù)電池研究機構(gòu)Battery Intelligence的研究報告,全固態(tài)電池的單位成本高達1200元/kWh,是傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池成本的三倍多。蜂巢能源董事長楊紅新也坦言,全固態(tài)電池的成本比液態(tài)電池高得多,即使兩三年后,可能還有5至10倍的成本差。此外,良率低進一步推高了全固態(tài)電池的成本。目前,全固態(tài)電池的實驗室研發(fā)階段良率僅為60%至70%,中試量產(chǎn)階段更是低至40%至50%,遠遠低于液態(tài)鋰電池的良率。
離子電導率不足、界面穩(wěn)定性欠佳、成本控制艱難,是阻礙全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程的三重核心挑戰(zhàn)。然而,誰能一點點啃下這塊“硬骨頭”,誰就有望在全固態(tài)電池賽道上脫穎而出,甚至成為下一個重塑行業(yè)格局的“寧德時代”。
三、何時迎來商業(yè)化?
全固態(tài)電池仍困于中試量產(chǎn)階段時,半固態(tài)電池憑借安全可控、成本可接受的優(yōu)勢成為多家參與者的務實之選。
半固態(tài)電池是基于現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池體系的改良,在材料體系、制造工藝和設備方面高度繼承了液態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈,雖然本質(zhì)仍未脫離液態(tài)鋰電池的范疇,但在無需對現(xiàn)有產(chǎn)線進行全面重構(gòu)的前提下,既能顯著提升電池安全性能,又能將電池能量密度穩(wěn)步提升至300至400Wh/kg,是技術(shù)過渡階段的最優(yōu)方案。
蜂巢能源董事長楊紅新認為,半固態(tài)電池技術(shù)會長期存在,并在三元領(lǐng)域成為主流的技術(shù)。他表示,蜂巢能源為某車企開發(fā)的半固態(tài)電池已于11月在量產(chǎn)線上批量生產(chǎn),并計劃2026年在中高端車型上大規(guī)模應用。
一位動力電池行業(yè)人士向DoNews表示,2025年是半固態(tài)電池成熟產(chǎn)品推出并逐步放量的關(guān)鍵年份,且已開啟了商業(yè)化。雖然半固態(tài)電池不是最完美的技術(shù)方案,但確實是在當前產(chǎn)業(yè)條件下最具可行性的選擇。該人士還認為,全固態(tài)電池正處于技術(shù)攻堅的關(guān)鍵階段,預計到2030年前后,全固態(tài)電池或能實現(xiàn)批量上車。
在2025世界動力電池大會上,“全固態(tài)電池何時能實現(xiàn)商業(yè)化”之爭,成為了貫穿全場的核心爭議點,中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺副理事長吳志新預計全固態(tài)電池將在2032至2033年進入商業(yè)使用期,蜂巢能源董事長楊紅新認為小批量示范裝車在2027年可實現(xiàn),而長安汽車副總裁、深藍汽車董事長鄧承浩則直言,2030年大規(guī)模商用是“最樂觀的預期”。
值得注意的是,雖然全固態(tài)電池的發(fā)展被按下了“快進鍵”,但未來電池技術(shù)的發(fā)展方向和速度難以預測,倘若氫燃料電池、鈉離子電池等取得了重大突破,可能會對全固態(tài)電池形成競爭壓力,阻礙其產(chǎn)業(yè)化進程和市場普及。
全固態(tài)電池無疑是2025年新能源領(lǐng)域最炙手可熱的細分賽道,然而全固態(tài)電池絕非單一維度的技術(shù)迭代,而是牽涉材料科學、界面工程、制造工藝等多領(lǐng)域的系統(tǒng)性創(chuàng)新。尤為關(guān)鍵的是,全固態(tài)電池兼具重資本屬性與高技術(shù)壁壘,其突破離不開持續(xù)巨額的研發(fā)投入與長期技術(shù)積累。
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