近期，吉利控股、奇瑞汽車、長安汽車紛紛披露了其在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新戰(zhàn)略藍(lán)圖。從吉利鎖定三條技術(shù)路線并行，到長安計(jì)劃今年三季度將“金鐘罩”固態(tài)電池推向裝車驗(yàn)證，再到奇瑞明確2026年中試線投產(chǎn)，頭部車企不約而同地將2026年定義為“樣車與中試元年”。

固態(tài)電池，這個(gè)聽起來充滿未來感的名字，正逐步從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，成為動(dòng)力電池領(lǐng)域的新星。它究竟有何魔力?又將如何重塑我們的出行方式?帶著這些疑問，海報(bào)新聞?dòng)浾哒归_了調(diào)查。

什么是固態(tài)電池?半固態(tài)與全固態(tài)有啥不同?

“固態(tài)電池，顧名思義就是電池內(nèi)部完全采用固態(tài)電解質(zhì)來傳導(dǎo)鋰離子，沒有液態(tài)電解質(zhì)的存在，這就像是給電池?fù)Q上了更安全、更穩(wěn)定的‘心臟’。”北京衛(wèi)藍(lán)新能源公司技術(shù)總監(jiān)徐航宇向記者介紹，固態(tài)電池又分為半固態(tài)和全固態(tài)兩種，半固態(tài)電池是在傳統(tǒng)液態(tài)電池的基礎(chǔ)上，用固態(tài)電解質(zhì)替代了大部分液態(tài)電解液，只保留少量液態(tài)成分來輔助離子傳導(dǎo);而全固態(tài)電池，則是完全去掉液態(tài)電解液，全部采用固態(tài)電解質(zhì)，是動(dòng)力電池的終極形態(tài)之一。

徐航宇解釋道：“傳統(tǒng)液態(tài)離子電池之所以叫‘液態(tài)’，因?yàn)樗苏?fù)極材料外，里面使用的是液態(tài)電解質(zhì)(電解液)。”他告訴記者，電池中正負(fù)極為產(chǎn)品主材，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)能量，電解液就像人體血液，負(fù)責(zé)在正負(fù)極之間傳導(dǎo)鋰離子，如果沒了電解液，整個(gè)電池則無法工作。

以鋰離子電池為例，其電解液成分為有機(jī)溶劑和鋰鹽，其中有機(jī)溶劑好比日常生活中的酒精或汽油，熱穩(wěn)定性差，容易熱失控導(dǎo)致起火燃燒。而固態(tài)電池，尤其是全固態(tài)電池，能量密度超過500Wh/kg(磷酸鐵鋰電池能量密度150-200Wh/kg，三元鋰電池能量密度200-300Wh/kg)，循環(huán)壽命超3000次，且基本杜絕了起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，與傳統(tǒng)液態(tài)離子電池相比，固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)顯而易見。

那么，固態(tài)電池在動(dòng)力電池技術(shù)路線中的定位是顛覆性替代還是漸進(jìn)式補(bǔ)充?徐航宇認(rèn)為，半固態(tài)電池是動(dòng)力電池技術(shù)升級(jí)的漸進(jìn)式補(bǔ)充方案，它兼容傳統(tǒng)電池的材料和設(shè)備，改造成本低，現(xiàn)在已經(jīng)可以批量生產(chǎn);全固態(tài)電池則是長期的顛覆性替代目標(biāo)，技術(shù)難度高，一旦成熟將徹底改變動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)格局。

山東省新型儲(chǔ)能制造業(yè)促進(jìn)會(huì)秘書長陳文在采訪中同樣表示，半固態(tài)電池更像是動(dòng)力電池技術(shù)升級(jí)的漸進(jìn)式補(bǔ)充方案，而全固態(tài)電池則是長期的顛覆性替代目標(biāo)。他說：“半固態(tài)電池兼容傳統(tǒng)電池的材料和設(shè)備，改造成本低，能夠快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的短板;全固態(tài)電池則徹底去除了液態(tài)電解液，解決傳統(tǒng)電池易燃、續(xù)航天花板、低溫掉電等核心問題，是未來動(dòng)力電池發(fā)展的必然趨勢(shì)。”

半固態(tài)電池已在無人機(jī)、電摩等多領(lǐng)域應(yīng)用全固態(tài)實(shí)現(xiàn)60Ah以上車規(guī)級(jí)批量量產(chǎn)條件

盡管固態(tài)電池前景光明，但全固態(tài)電池的量產(chǎn)之路卻充滿一些挑戰(zhàn)。徐航宇坦言：“固-固接觸是全固態(tài)電池量產(chǎn)面臨的首要挑戰(zhàn)。”

徐航宇認(rèn)為，傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的電解質(zhì)為液體，液體跟固體很好接觸，這種感覺就像水草泡在海水里，達(dá)到浸潤狀態(tài);一旦把液體替換成固體電解質(zhì)，其與固體正負(fù)極之間，就像兩顆鵝卵石一樣，變成點(diǎn)狀接觸，這種情況下鋰離子無法進(jìn)行傳導(dǎo)。“這是一個(gè)很大的難題，科學(xué)家們?cè)谟酶鞣N各樣的策略去解決這個(gè)問題。”

世界范圍內(nèi)早在1972年就報(bào)道過固態(tài)電池這一概念，中國于1977年開啟固態(tài)電池研發(fā)之旅，四十多年來，針對(duì)固態(tài)電解質(zhì)材料，已開發(fā)各種各樣類型的材料，目前這些材料的綜合性能都不夠理想。“如果當(dāng)下一定要做出全固態(tài)電池，技術(shù)可以做到，但它的綜合性能和成本不夠好，推向市場(chǎng)是沒有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的。”徐航宇告訴記者。

為了解決這一問題，過去幾年，中國固態(tài)電池研發(fā)人員嘗試了另一條路線，即半固態(tài)電池(混合硅液電池)，電池里面同時(shí)使用液體和固體兩類電解質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)離子傳導(dǎo)。半固態(tài)電池的研發(fā)之初是確認(rèn)能否將固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，后來經(jīng)過大量探索，研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)有些策略能夠結(jié)合這一優(yōu)勢(shì)，同時(shí)半固態(tài)電池與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝和設(shè)備又相互兼容，能夠?qū)崿F(xiàn)制造低成本。

目前，半固態(tài)電池已在無人機(jī)、電摩、便攜式移動(dòng)電源，包括新能源汽車、儲(chǔ)能等眾多領(lǐng)域有了應(yīng)用。以蔚來汽車應(yīng)用衛(wèi)藍(lán)固態(tài)電池為例，蔚來汽車創(chuàng)始人李斌開車從上海行駛至廈門，行駛里程1044公里，電池剩余3%電量，這充分驗(yàn)證了固態(tài)電池在新能源汽車上的應(yīng)用潛力。

回歸到全固態(tài)電池，面對(duì)量產(chǎn)挑戰(zhàn)，行業(yè)內(nèi)企業(yè)正通過技術(shù)創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新尋求突破。去年11月，廣汽集團(tuán)宣布已建成國內(nèi)首條大容量全固態(tài)電池產(chǎn)線，正在小批量測(cè)試生產(chǎn)，這在行業(yè)內(nèi)率先具備了60安時(shí)以上車規(guī)級(jí)全固態(tài)電池的批量量產(chǎn)條件。

廣汽集團(tuán)在中試產(chǎn)線建設(shè)過程中，重點(diǎn)攻克了干法厚電極制備、超薄電解質(zhì)成膜與轉(zhuǎn)印、原位界面融合等多項(xiàng)技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)60Ah以上車規(guī)級(jí)全固態(tài)電池的批量量產(chǎn)條件。欣旺達(dá)動(dòng)力則通過多線程、階梯式發(fā)展戰(zhàn)略，逐步形成了從半固態(tài)到全固態(tài)的完整技術(shù)體系，公司發(fā)布的聚合物全固態(tài)電池“欣·碧霄”，能量密度突破400Wh/kg，循環(huán)壽命超過1200次。

今年以來，多家車企公布了其在全固態(tài)電池領(lǐng)域的戰(zhàn)略藍(lán)圖。吉利控股方面，高級(jí)副總裁兼CTO沈源透露，公司已鎖定三條技術(shù)路線并行發(fā)展，力爭(zhēng)在2026年推出首輛全固態(tài)電池樣車，2027年開啟小批量產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，并定于2030年全面實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化布局。

奇瑞汽車副總裁古春山表示，公司計(jì)劃2026年實(shí)現(xiàn)0.5GWh的中試線投產(chǎn)、PACK樣包下線，并實(shí)現(xiàn)60Ah級(jí)全固態(tài)電芯的連續(xù)化生產(chǎn)，2027年啟動(dòng)全固態(tài)電池的裝車示范應(yīng)用。

長安汽車預(yù)計(jì)在今年第三季度前，將“金鐘罩”固態(tài)電池搭載機(jī)器人及裝車驗(yàn)證。依據(jù)既定規(guī)劃，長安將在2026年完成裝車驗(yàn)證后，于2027年逐步推動(dòng)全固態(tài)電池的量產(chǎn)落地。

陳文表示，全固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，除了技術(shù)與材料升級(jí)，降本是核心關(guān)鍵。具體而言，原材料成本居高不下，固態(tài)電解質(zhì)及高容量正負(fù)極材料價(jià)格昂貴，比如鋰硫化物的價(jià)格是碳酸鋰的5-10倍;其次固態(tài)電池對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、原材料純度要求極高，對(duì)生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制提出了更嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。此外，產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善進(jìn)一步推高了整體成本。“要破解這些難題，則需在材料研發(fā)、設(shè)備升級(jí)、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新，最終推動(dòng)固態(tài)電池的生產(chǎn)與應(yīng)用走向規(guī)?；?。”

從汽車到低空經(jīng)濟(jì)、人形機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域國家已構(gòu)建起全方位支持體系

過去二三十年時(shí)間，中國在傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池上實(shí)現(xiàn)從跟跑到并跑，最終領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展。目前，全球80%液態(tài)鋰離子電池市場(chǎng)握在中國企業(yè)手中。同時(shí)，從材料端來看，中國更是占到90%以上市場(chǎng)份額，構(gòu)建了極為堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)。

在固態(tài)電池領(lǐng)域，中國已經(jīng)排在世界第一梯隊(duì)。“當(dāng)前，世界范圍內(nèi)能見到的半固態(tài)電池，基本上都是我們國內(nèi)企業(yè)在出貨，所以在半固態(tài)電池領(lǐng)域，中國也保持著領(lǐng)先地位。”徐航宇告訴記者，這些半固態(tài)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料和設(shè)備，在全固態(tài)領(lǐng)域很多可以沿用，實(shí)際也是為將來的全固態(tài)產(chǎn)業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

固態(tài)電池的好處不言而喻。那么，半固態(tài)或者全固態(tài)電池上車之后，能不能給C端消費(fèi)者帶來明顯體驗(yàn)改變?

欣旺達(dá)動(dòng)力中央研究院院長徐中領(lǐng)在接受媒體采訪時(shí)表示，從體驗(yàn)來講，首先電池能量密度會(huì)有明顯提升，如果裝相同重量的電芯，車端續(xù)航里程會(huì)有大幅提高，續(xù)航焦慮可能會(huì)大大緩解。在安全性上，固態(tài)或者半固體電池具有更高的安全閾值，安全方面的顧慮將會(huì)更小。另外還能拓展新的應(yīng)用場(chǎng)景，比如長續(xù)航和高安全帶來的更大的活動(dòng)范圍、更大的空間、更多的“新能源車+”應(yīng)用等，給車主帶來更多延伸體驗(yàn)。

除了新能源汽車，固態(tài)電池在低空飛行器領(lǐng)域也大有可為。隨著eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器)的興起，其對(duì)電池的能量密度和安全性提出了更高要求，全固態(tài)電池憑借其高能量密度和基本杜絕起火爆炸風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)勢(shì)，將成為eVTOL的理想動(dòng)力源。當(dāng)前全球首次eVTOL固態(tài)電池飛行試驗(yàn)已完成，證實(shí)了無人機(jī)在使用固態(tài)電池后續(xù)航時(shí)間提升60%-90%，將更適配物流、植物保護(hù)等場(chǎng)景。

在人形機(jī)器人領(lǐng)域，全固態(tài)電池幾乎是一個(gè)必然的選擇。“人形機(jī)器人需要與人類密切互動(dòng)，對(duì)電池的安全性和能量密度要求極高，它一旦起火，要比電動(dòng)兩輪車在樓道里面起火危害更大，對(duì)于人形機(jī)器人來講，安全性顯得更為重要，所以全固態(tài)電池是唯一的選擇。”徐航宇說，固態(tài)電池還可以拓展至電力儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車、電動(dòng)船舶等多個(gè)領(lǐng)域。

政策層面，國家已構(gòu)建起全方位支持體系為產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。去年，工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》，明確將全固態(tài)電池列為重點(diǎn)攻關(guān)方向，支持鋰電池、鈉電池向固態(tài)化發(fā)展，并提出2027年前打造3-5家全球龍頭企業(yè)。

其后，工信部發(fā)布的《工業(yè)和信息化標(biāo)準(zhǔn)工作要點(diǎn)》提出，建立健全全固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系，以高標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)關(guān)鍵材料、技術(shù)、產(chǎn)品研發(fā);《汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》則提出，要加快全固態(tài)電池、動(dòng)力電池在役檢測(cè)、動(dòng)力電池標(biāo)識(shí)標(biāo)簽等標(biāo)準(zhǔn)研制，不斷優(yōu)化動(dòng)力電池性能要求。

除此之外，工信部與市場(chǎng)監(jiān)督管理總局聯(lián)合印發(fā)的《電子信息制造業(yè)2025—2030年穩(wěn)增長行動(dòng)方案》中，支持全固態(tài)電池等前沿技術(shù)基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè);國家能源局等部門則聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)能源裝備高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確提出研制長壽命、寬溫域、低衰減鋰電池、鈉電池、固態(tài)電池等關(guān)鍵裝備，將固態(tài)電池納入能源裝備高質(zhì)量發(fā)展核心方向。

“國家已經(jīng)構(gòu)建起全方位支持體系，為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。”陳文認(rèn)為，固態(tài)電池的發(fā)展將以技術(shù)路線多元化、產(chǎn)業(yè)化分階段推進(jìn)、應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)拓展、成本與性能動(dòng)態(tài)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新為核心導(dǎo)向，最終實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵跨越，躋身下一代能源存儲(chǔ)核心技術(shù)。