热点观察
2025世界动力电池大会如约而至,逾600位专家学者与企业代表齐聚一堂,围绕新一代电池的“最新技术进展与核心难题”展开深度交流与前瞻探讨。
其中,固态电池成为会上热议的观点。
固态电池何时可以产业化?产业化还面临哪些问题?
当前,全固态电池正迎来前所未有的产业热度。实验室里频频传出技术突破的消息,资本市场的热情也如火如荼,但固态电池的商业化时间行业仍没有定论。
欧阳明高院士表示,争取2030年全固态电池能够规模产业化,我们要把握住技术进步的节奏。
俄罗斯工程院外籍院士吴志新则认为,到2032年或2033年左右,全固态电池或许可以实现规模化的装车使用。
重庆长安汽车股份有限公司副总裁、深蓝汽车科技有限公司董事长邓承浩表示,全固态电池2030年大规模商用是最乐观的预期,甚至我的判断可能是2035年。
虽说以上的专家学者及企业家们对全固态电池商业化的节点时间不一,但他们对其未来的发展均持有乐观的态度。
那么,问题来了,究竟是什么在制约着固态电池的商业化应用呢?
目前,全固态电池面临的挑战不仅来自技术本身,更来自产业化过程中的成本、工艺和安全问题。
根据当前市场情况来看,磷酸铁锂电芯成本低至0.25元/Wh,而固态电池最便宜也要1.5元/Wh,贵的甚至达5元/Wh。
同时,生产固态电池的原材料更是天价,比如硫化物电解质每公斤近4万元,是传统电解液的千倍以上。
在工艺方面,硫化物电解质对湿度极度敏感,量产需全封闭环境,目前行业良品率普遍不到70%。
专业人士直言,全固态电池要达到大规模商业化,需要整个产业链要达到规模效应,制造要找到更低成本的制造工艺,确实还有比较长的路要走。
多元技术路线突破,硫化物正在受到更多关注
固态电池的核心竞争力源于电解质技术的革新,目前行业形成了硫化物、卤化物、氧化物等多条技术路线并行发展的格局,主流技术路线尚未确定。
但随着宁德时代、比亚迪等企业在硫化物技术上不断取得新突破,也能一定程度上看出目前主流企业的研发方向。
欧阳明高在公开场合表示,当前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。
他给出了具体的技术路线图:“2025—2027年以石墨/低硅负极硫化物全固态电池为主,2027—2030年以高硅负极硫化物全固态电池为主,2030年以后,以锂负极硫化物全固态电池为主。”
之所以选择硫化物技术路线,是因为其电化学窗口足够宽,可以兼容高能量密度的正负极体系,且室温离子电导率高,接近甚至优于液态电解液,意味着更强大的快充能力。
然而,硫化物路线的短板也相当明显。其规模化生产需要严格的干燥环境,否则易生成剧毒的硫化氢,大幅推高基建和能耗成本。
同时,在热失控情境下,硫化物与正极反应剧烈,可能带来二次安全风险。
值得一提的是,面对固态电池的技术挑战,学术界和产业界正在不断探索新的材料体系和解决方案。
日前,宁波东方理工大学孙学良团队与合作者开发了一种新型超离子导体,刷新了卤化物基固态电解质的室温离子电导率,达到了13.7毫西门子每厘米(mS/cm),并实现了零下50度环境下超稳定的全固态电池。
中国科学院物理研究所研究员兼松山湖材料实验室副主任黄学杰则通过改变思路,对电解质进行合适改性,将其转化为双离子导体,碘阴离子能帮助电池构筑动态稳定的界面,最终做出了无需外压施加即具备长循环性能的硫化物电解质全固态锂电池。
过渡方案:半固态电池的商业窗口期
在全固态电池尚未成熟之际,半固态电池已成为行业的折中选择。
吴志新预判,半固态电池可能有5—7年的商业窗口期。这一判断基于半固态电池在制造工艺上与现有液态锂电池的较高兼容性。
蜂巢能源科技股份有限公司董事长兼首席执行官杨红新认为,半固态技术是在短期内能普及,成本基本不增加,现有产线能直接借用的一种技术解决方案。
数据显示,2025年上半年半固态电池装车量同比增长超300%,成为了中国中高端车型的一个重要的选择。
对于半固态电池的落地场景,杨红新表示:“在汽车上用的半固态能量密度不一定很高,但是要绝对安全;而低空和人行首先要有很高的能量密度,让它能够真正地得到普及。”
具体如下:
中国科学院院士、清华大学教授、中国全固态电池产学研协同创新平台理事长欧阳明高
2024年1月我们发起成立中国全固态电池产学研协同创新平台,当时中国全固态电池发展与国外存在一定的差距。经过这一年多的努力,在政府支持全行业参与的情况下,我们正在以加速度的形式来弥补差距,甚至在某些方面已经超越。
当前,全固态电池热度前所未有。我认为,产业爆发有三要素,技术要厚积薄发,市场要有需求,政策有推动,三者必须同频共振。
在中国全固态电池产学研协同创新平台的协调下,已经初步达成了全固态电池路线图的共识。争取2030年能够规模产业化,我们要把握住技术进步的节奏。
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国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士、宁波东方理工大学讲席教授、中国全固态电池产学研协同创新平台专家委员会副主任孙学良
针对卤化物电解质的进展指出,相比硫化物和氧化物,卤化物电解质与正极兼容性更好,但面临离子电导率提升、成本控制、规模化生产及电极界面稳定性等关键挑战。
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中国科学院物理研究所研究员兼松山湖材料实验室副主任、中国全固态电池产学研协同创新平台专家委员会副主任黄学杰
大家做固态电池的目的很明确,即提升锂电池能量密度的同时保障其安全性。这其中最重要的挑战便是界面问题。
针对现有施加高压改善接触的方案易引发锂枝晶生长、界面剥离形成孔洞等问题,他提出“双离子导体动态界面修复”思路,开发出一种阴离子调控技术,通过引入碘离子作为功能性添加剂,成功解决了全固态金属锂电池中电解质和锂负极之间的界面接触难题,为实现固态电池的低压力运行提供了新路径。
即通过改变思路,对电解质进行合适改性,将其转化为双离子导体,碘阴离子能帮助电池构筑动态稳定的界面,最终做出了无需外压施加即具备长循环性能的硫化物电解质全固态锂电池。
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国汽车技术研究中心首席科学家、中国全固态电池产学研协同创新平台专家委员会副主任王芳
固态电池技术已成为全球产业竞争新焦点,而全固态电池仍面临材料、界面及工程化等多重挑战。她呼吁通过固态电池标准体系建设工作,规范技术定义和产品研发,加速固态电池研发进程。
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中国第一汽车集团有限公司研发总院技术首席孙焕丽
硫化物全固态电池的工程化面临材料、工艺及装备三大核心挑战。新材料体系对正负极兼容性、电解质成膜及界面设计等工艺提出全新要求,导致浆料稳定性差、成膜质量低及叠片精度难控等问题。
同时,现有装备难以满足连续化、致密化生产需求,且涉及多种危化品处理。要打破传统技术路径,通过材料-工艺-装备深度融合与一体化创新,系统解决工程化瓶颈。
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蜂巢能源科技股份有限公司董事长兼首席执行官杨红新
我们研发固态电池的出发点在于以下两个方面:一是要围绕着客户需求,要把客户需求摆在第一位;二是技术向善。向善的技术是又要好,成本还要能接受。
基于此,当前的重点是推广半固态电池,因为它能针对中高端三元电池车型的安全痛点,在不显著增加成本的前提下,实现快速商业化。
同时,技术布局需具备前瞻性,针对低空飞行、人形机器人等未来场景,则需要开发能量密度更高的半固态电池。
对于全固态电池,则要保持更为审慎的态度,明确指出它在3-5年内仍处于解决技术和成本不确定性的实验室阶段,不建议消费者为此等待。
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俄罗斯工程院外籍院士、中国汽车技术研究中心有限公司原副总经理、中国全固态电池产学研协同创新平台副理事长吴志新
半固态电池商业化应用的这种周期会有多长?我大致想法是5—7年左右的商业窗口期。全固态电池,我个人认为大概在2032年到2033年开始进入到商业使用期,我们还要等待至少7年到8年的时间。
到了2032年或2033年的时候,全固态电池能够去规模化地装车使用。
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重庆长安汽车股份有限公司副总裁、深蓝汽车科技有限公司董事长邓承浩
当前,液态电池还有很多的创新可以做,包括大家刚刚讲的半固态。我会让大家讲固液混合,这是液态电池技术路线的升级,固液混合解决的是高能量密度的本质安全。
真正的全固态电池还面临着很多挑战,即生产工艺的挑战和成本的挑战。我们要客观理性去看待固态电池的发展,这条路还有很长的时间要走,不能拔苗助长,得给固态电池一个宽松的成长环境。我也想告诉大家,2030年大规模商用是最乐观的预期,甚至我的判断可能是2035年。
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