对话中科院物理所李泓：全固态电池离商业化还有多远？

图源：Unsplash/Just_Super

撰文｜戴晶晶

全固态电池概念熄了又重燃，在科研突破和产业界动态的加持下，热闹了2025年一整年，来到2026年依旧热度不减。

全固态电池放弃了易燃易爆的液态电解质，且能量密度有潜力达到600 Wh/kg甚至更高，为当前主流锂电池两倍以上。业界普遍期待其作为下一代电池技术，从实验室走向商业化，应用于电动汽车、消费电子、储能系统和家电等领域。

但全固态电池何时能够实现大规模量产？丰田曾计划在2020年开始量产，但由于技术挑战，项目不断推迟。目前，丰田计划在2027-2028年推出搭载全固态电池的纯电动汽车。

中国的比亚迪和宁德时代也计划于2027年实现全固态电池的小批量生产。但业内对商业化节点分歧较大，部分专家认为，真正的大规模商业化可能要等到2035年以后。

中国科学院物理研究所研究员李泓在接受《知识分子》采访时表示，全固态电池的商业化可能会在2028年启动， 2030年前后逐渐形成规模，预计到2035年形成较大的市场份额。

“过早地宣布全固态电池马上就能大规模商业化是过于激进的。”李泓表示，只有充分认识和解决现有问题，打通创新链、技术链、供应链和需求链，才能真正实现商业化。

在科研进展方面，2025年下半年，清华大学、中国科学院物理所等科研团队相继在《自然》和《自然-可持续发展》等国际期刊发表关于固态电池的研究成果，在电解质材料体系、界面接触等方面取得突破。

李泓认为，实际上每年都有大量的科研成果，并不断增长，但直到近期媒体才开始广泛关注，集中报道。“但不是所有报道的成果最终能获得广泛应用。”他指出。

李泓同时也是北京卫蓝新能源科技股份有限公司（简称“卫蓝新能源”）的创始人之一。该公司成立于2016年8月11日，创办者还包括“中国锂电池之父”、中国工程院院士陈立泉，以及教授级高级工程师俞会根。

卫蓝新能源目前是一家估值185亿元的固态电池独角兽企业，于2025年年末开启IPO辅导，被称为国内“固态电池第一股”。其采用原位固态化技术的半固态电池已经实现产业化。

在近期接受《知识分子》采访时，李泓从技术路线、工程难点和成果转化经验等层面，系统阐释了全固态电池的商业化进程，并解析了其在实际应用中面临的关键技术与安全挑战。

下附对话实录， 以飨读者。

01 固态电池的崛起

《知识分子》：如何正确地看待中国固态电池科研成果的集中爆发？您之前在央视采访中提到，2027年是中国固态电池实现商业化的时间，这一预测是否有变化？

李泓：中国固态电池成果的集中爆发有其长期的历史背景。目前中国的液态锂离子电池产业全球领先，在其发展过程中，伴生成长了大量相关科研团队和工程师，基础研究领域科研团队的数量和质量上都处于世界前列。

当固态电池成为行业追逐的方向时，中国的科研团队在各个技术路线和环节上都有参与，因此我们看到了固态电池技术此起彼伏的爆发，一些关键技术不断被突破。实际上每年都有大量的科研成果，并不断增长，但直到近期媒体才开始广泛关注，集中报道，像是突然爆发，但不是所有报道的成果最终能获得广泛应用。

基于过去的积累，我们相信未来全固态电池实现商业化量产，仍然大概率是中国领先。目前看，2027年可能会出现小批量装车示范验证，但商业化和大规模商业化是两个不同的概念。

商业化意味着产品变成商品，能够进入市场并有一定的购买量，预计这个过程可能在2028年开始，而从形成一定市场占有率到大规模商业化，根据欧阳明高老师的预测，预计会在2030年以后实现，我也认为这一预测符合目前的发展趋势。

总体而言，商业化逐渐形成规模的过程将会在2030年前后开始，预计到2035年形成较大的市场份额。

《知识分子》：当前电池市场的需求是否迫切到需要固态电池替代现有技术？我们应该怎么理解技术的更新换代，尤其是我们怎么理解全固态电池的必要性？

李泓：目前，液态锂离子电池存在几个短板。当我们提高能量密度时，安全性问题变得更加突出，同时循环寿命也容易衰减；且受高温和低温的影响，日历寿命不高，且难以准确预测。

所以我们需要一种既具备高能量密度和高功率密度，又能提供长循环寿命和可预测日历寿命的可靠电池。此外，新电池的成本也需要与现有液态电池相当或更低。但液态锂电池如果继续沿着现有路线发展，同时实现上述目标的技术挑战会很大。

大家提出用更稳定的固态电解质来替代容易燃烧、起火、爆炸的液态电解质和溶剂，是更新换代的一个直接的需求。从2026年7月1日起，新的国家标准（《电动汽车用动力蓄电池安全要求》）就加强了热扩散等安全要求，将动力电池起火、爆炸前5分钟报警，提升至不起火、不爆炸。

电池的高能量密度与安全性之间存在一定的矛盾，这主要是因为随着电池能量密度的提高，材料的稳定性有所下降，最高着火温度会相应升高，不容易完全阻止热扩散。但是电池能量密度提升是市场的刚需，比如希望电动车能够一次性行驶1000公里，船只续航超过200公里，而不仅仅在近海附近运行，希望载人电动飞机能飞越500公里。

人类吃口饭马拉松比赛就能跑到底，现在的机器人却不行，一个半马比赛可能得换电池三次。所以机器人对高能量密度电池的需求也非常明确，而且同时还需要高功率密度。未来，机器人要进入房间进行陪护、训练或处理工厂任务，这些场景可能涉及到人身伤害或财产损失，因此机器人用的高能量密度电池也必须兼顾绝对的安全性。

此外，液体电解质容易受温度变化的影响，一旦超出液相温度区间的范围，性能就会大打折扣。所以我们希望开发一种电池，能在极端温度下都能稳定运行，从这点上看，发展全固态电池是必须的。另外，全固态电池的日历寿命也更容易预测。

《知识分子》：全固态电池为什么比液态电池安全？固态电池是否具备绝对的安全性？

李泓：目前混合固液电池的安全性已经在逐步提升，而最终全固态电池是否能更安全，仍需要不断地迭代与验证。

是不是固体就一定比液体安全？液态电池通常会喷射火焰，而固态电池喷射问题较轻，但仍需防止类似火药那样的突然爆炸。

举个例子，火药在湿润的情况下不容易燃烧，这就像混合固液。在全固态电池的干性环境中，硫化物、锂和碳等典型的电解质材料就具备了爆燃的可能性。为了避免这种情况，我们也需要在全固态电池中加入钝感剂，就像火药中加入稳定剂，可控释放。

我个人认为，虽然硫化物全固态电池目前有测试显示不够安全，但还是比液态锂离子电池热失控的起始/触发温度高。当下的测试结果并不意味着全固态电池安全性不如液态和混合固液电池。

液态锂电池一开始也存在很多安全问题，但随着技术的进步，已经有许多解决方案。我们相信，通过技术的进步，硫化物全固态电池的安全性，最终会显著超过液态锂离子电池。而且，全固态电池不止一条技术路线，例如聚合物氧化物复合体系，目前看在同样的能量密度下，安全性明显优于液态锂离子电池。

当前固态电池在安全性方面的研究还处于初级阶段。我们首先需要甄别它的安全边界，接下来再不断优化材料体系、界面处理和优化电芯设计和制造工艺，安全边界会不断演化，不断提高，这个过程可能需要三年以上。因此，在许多技术和科学问题尚未完全解决的情况下，过早地宣布全固态电池马上就能大规模商业化确实是过于激进的，只有充分认识和解决掉这些问题，打通创新链、技术链、供应链和需求链，才能真正实现商业化。

02 哪条技术路线最快

《知识分子》：目前固态电池的技术准备情况如何？有哪些主要的研发路线？

李泓：总体来看，固态电池可以分为两大类：一类是混合固液电池，也就是同时包含固态电解质和少量液态成分；另一类是全固态电池，完全不含液体。

在混合固液路线方面，我们已经实现了产业化。从2020年开始，这类电池率先在无人机领域量产，随后逐步应用到动力电池、储能电池、消费电子领域。最初，混合固液被认为是一种折中方案或者过渡技术，但现在大家发现混合固液可能会持续存在，因为它相对液态更安全、性能更高，同时还能兼容现有的液态锂电池的生产设备。液态锂离子电池可以直接通过材料体系和工艺的创新，就能发展到更先进的混合固液电池。

目前中国很多企业都已经开始量产这些产品了。混合固液里边也分三代：

第一代是在正极、负极或隔膜中引入氧化物纳米级固态电解质，与液态体系形成复合。这种方式可以在几乎不改变现有设备和工艺的前提下，提高电池的低温性能和安全性。

第二代，是在第一代的基础上，在电解液中加入可固化的单体，实现原位固态化。这一方向是我们在2015年左右开始系统布局的，目前已经具备进入批量化生产的条件。

再往后发展，正在开发的第三代技术，就是开始在电极极片乃至整个电芯层面引入更高程度的固态化。如果电芯中仍保留极少量液体（低于5wt%），可以称为“准固态”；如果液体完全转化为固态，就进入第四代全固态电池阶段。国家目前已经建立了全固态电池的认定标准。

在电解质方面，氧化物—聚合物复合电解质，尤其是原位固态化路线，长期以来主要由中国团队主导，从基础研究一直推进到工程放大和产业化阶段。

另一条非常重要的路线是硫化物全固态电池。这一方向在90年代末期开始研究， 2011—2016 年间由日本科学家率先在硫化物电解质材料方面取得原始创新突破。在基础专利和专利数量上，丰田体系、三星等企业投入了大量资源。还有一类新兴方向是含卤素电解质，即卤化物或卤氧化物电解质体系，这类材料的离子电导率也不低，其氧化电位相对于硫化物更高。

《知识分子》：全固态电池各个技术路线的成熟度如何，规模化量产还存在哪些难点？

李泓：相对来说最成熟的是氧化物-聚合物，这种技术已经接近样品阶段，并且从实验室到中试到量产不存在设备更换上的挑战。相比之下，卤素和硫化物在设备方面存在挑战。

氧化物-聚合物的难点在于离子电导率还不够高，尤其跟硫化物相比，因此当务之急是显著提升离子电导率。另外，还需要解决氧化物-聚合物的体系中量产一致性和均匀性问题，进一步提高技术成熟度。

氧化物-聚合物在成本上没有短板，与当前液态电池差不多，但卤素和硫化物加工成本都很高。

对于硫化物全固态电池来说，硫化物电解质的批量化生产能力要进一步提升，才能降低成本；其次，硫化物电解质如何与高能量密度的正极、硅碳负极及金属锂进行有效匹配，仍需进一步技术迭代；此外，如何制作硫化物的中间离子导体膜，是直接涂覆于正极和负极，还是制作带支撑的膜，并且实现批量生产，依然还需要做技术选择和迭代，也是技术难题。

由于硫化物电解质对空气非常敏感，需要在低温干燥环境下进行生产（露点-60度以下的干房），这就要求车间和设备的专门设计，且设备必须能够防止硫化物及其产生的硫化氢腐蚀，这带来了额外的生产成本。

最后，目前这一代硫化物全固态电池还未解决低外界压力下如何保持良好界面接触问题。此外，当电池遭遇碰撞或外部压力时，在有水存在的情况下，可能会产生有毒的硫化氢，导致消防和安全隐患。

卤素电解质具有较高的离子电导率，但在生产过程中同样面临空气敏感性问题，容易产生腐蚀性气体氯化氢（HCl）。

任何技术要实现量产，首先需要在性能上领先现有技术，至少在某些方面具有明显优势，同时不能存在显著的短板。其次，成本不能明显高于现有技术。硫化物全固态电池当前的成本可能是现有技术的四倍到几十倍，因此需要时间去进行技术迭代，从而达到有竞争力的工业化产品的标准。

总体而言，固态电池的关键材料，像氧化物-聚合物、卤素、硫化物等每一种电解质及其复合物，都需要继续优化和迭代。同时，与这些电解质适配的正极和负极材料也需要迭代，高能量密度的材料开发依然是关键。

另外，固态电池的初衷之一是提高安全性，但在各种极端工况和滥用条件下，电池的安全表现目前仍缺乏系统、全面的研究和验证，这些都是亟待解决的问题。

《知识分子》：所以从量产的角度来看，氧化物-聚合物这条技术路线会是最快的？

李泓：根据我们的判断，氧化物-聚合物复合电解质电池这条路线尽管也有很多挑战，但应该会更快量产。氧化物—聚合物路线从液态到全固态没有明显的技术边界，它可以沿途产生成果，形成半固态、准固态到全固态的发展过程。

目前我们开发的技术路线可以在过渡中沿用现有的生产设备。不过，工艺参数需要进行调整。虽然看起来还是涂布、辊压、烘箱等常规设备，但我们需要将工艺过程改为固化工艺，这样在操作过程中会有一些不同之处。

此外，还需要增加一些固化设备。但这些设备在其他工业领域已经有应用，因此并不成问题。

虽然氧化物-聚合物路线的最终目标仍是实现全固态。但在过程中可以不完全实现全固态就进行量产，而卤素和硫化物则不行。这主要是后两者与有机溶剂反应会产生副反应，必须做到全固态，无法避免。

至于量产，指的是单线产能至少要达到每条生产线2吉瓦时（GWh）。很多报道提到的“量产”，其实是过于宣传了，实际产能未达标。按照这个标准，目前全球还没有一条符合要求的生产线，至少到2025年是这样。不过，到2026年可能会有突破。

产业化的路径不一定非此即彼，可能是不同材料和技术的混合应用。例如，硫化物的高电导率是一个重要的优势，而原位固态化技术可以解决一些界面和安全性问题，两者能够结合起来。最终，固态电池的解决方案应该根据不同应用场景的需求进行调整，满足动力电池、储能、消费电子、特种电源等不同领域的需求。

03 电池生态的建立

《知识分子》：实现全固态电池的商业化，还有哪些环节必须突破？

李泓：材料的创新是最为关键的，电芯、系统集成、工艺装备和应用创新都需要同步进行。

对于氧化物-聚合物体系，我们需要提高离子电导率，增强材料的量产制造能力，以及提高电芯在不同规格下快速量产的能力。虽然明年（卫蓝新能源）可能会建成吉瓦时级别的产线，但建成后，仍需半年时间在客户处进行迭代和验证。从量产到真正大规模上车，可能要等到2029年。

此外，固态电池的应用不仅限于汽车，储能、手机、笔记本和家电等领域对安全性要求高，有些验证过程较短，有些则较长。因此，整体来看，全固态电池的商业化预计将在2027年左右开始，到2030年逐渐成熟。

当固态电池技术成熟后，电池包的设计可能会发生革命性变化。与液态电池的设计不同，固态电池在高温环境下表现更好，能避免过多的散热需求。在低温环境，通过绝热和自加热系统就能确保其在极端条件下可靠工作。

此外，生产装备也需要逐步突破。建成第一条2吉瓦时的生产线后，如果要将单线产能提升到10吉瓦时，就需要设备厂商的同步开发。生产过程中的在线检测和监测系统也要配套发展，以实现智能化工厂。

随着产业链的逐步建立，我们还需要考虑如何实现全固态电池的回收。相比液态锂电池，固态电池的回收可能更具优势，因为它没有液体和腐蚀性物质，更适合用机器人进行回收。

尽管目前回收固态电池不急于一时，但我们的目标是形成一个闭环，从矿产开采到最终回收，材料能够在整个电池生命周期中循环使用。电池将成为能源的载体，形成资源、应用的闭环，并逐步实现标准化管理。

就像其它的新能源产业一样，要实现全固态电池的规模化量产，除了技术上的突破，还需要从全链条打通。技术必须在各个环节突破，并最终形成一个完整的生态。目前，这个生态的完善还需要几年时间。

《知识分子》：除了孵化初创公司，中科院物理所还建立了产业的平台公司，这是为什么？

李泓：实验室开发出有应用价值的技术后，最快的路径是由龙头企业来接手并转化。然而，问题在于科研人员与企业的价值判断可能存在差异。科研人员认为技术值一亿，而龙头企业可能只愿意支付100万，这就会产生分歧。在这种情况下，科学家可能会选择自己创办企业。

并非所有科学家都适合创业。在科技成果转化的过程中，如果将其分为0到9的阶段，理想的路径是，科研人员专注于基础科学研究，将技术从0到3阶段完成。而孵化器和中试平台则承担4到7阶段的工作，帮助从小试到中试的过渡。最终，由孵化企业或龙头企业来实现量产，推动技术走向商业化。

作为科研人员，我们需要明确判断：是将技术自己做出来，还是选择孵化企业，或是交给龙头企业来完成。这不是有一个固定公式的，而是根据具体情况而定。如果一个项目需要大量资源、资金和工程支持，可能交给龙头企业通过商业谈判来完成更合适。

有一些技术，最开始龙头企业可能不认同，觉得方向太超前，这种情况下，如果技术有特色和先进之处，可以选择孵化企业，逐步壮大它。孵化企业的过程风险很高，成功率可能只有10%，但也正是通过这种方式，有些早期高风险技术才能最终实现成功。

在这个过程中，我们建立了两个平台类企业：天目湖先进储能技术研究院有限公司和长三角物理研究中心有限公司。这些平台发挥了中科院物理研究所及其他团队的技术转化作用，连接了科研与产业的中间环节。从这些平台上，陆续孵化了20余家企业，推动了技术的进步。

《知识分子》：这个过程中，您有什么感悟？

李泓：“专业的人做专业的事”，最难的部分就是如何认清自己，如何抵制诱惑。

每个人都有不同的角色，但如何在年轻时就明确自己的定位是很困难的。很多时候，我们只能通过尝试来发现自己真正的方向和能力。如果一个人信念坚定，不管做什么都要坚持下去，那无论选择哪个道路，最终都会有所成就。

在培养学生时，我会给他们60个问题，所有问题都与专业无关。其中有一个问题是：“你是不是一个盲目乐观的人？”大多数学生的回答是“不是”，他们会说自己很仔细，考虑得很周全。然而，我真正需要的是“是”的答案。

马斯克遇到过多少困难，火箭一次次爆炸，但他每次都很乐观，始终保持积极心态。最终他成功了，但这并不是那么简单。马斯克也曾说过要做干法电极和圆柱电芯，起初以为和火箭一样顺利，但到现在还没完全成功。他遇到的电池制造的困难是隐性的，不是表面看到的那样。一旦开始做，才发现电池远比想象中的复杂。

成功的关键在于选择合适的团队，形成优势互补的创始团队，而不是单纯依赖创始人个人。这是创办企业的重要因素，当然，这也有运气成分。