中日韩全军覆没，固态电池已布局了10多年，可为什么还不能量产？

中日韩三国在固态电池赛道上已经砸了十多年的研发投入，为什么至今都没能拿出真正意义上的量产产品？这项被各大车企吹上天的黑科技，究竟卡在了哪一环节？

关于固态电池与传统电池的差异，固态与液态最核心的差异在于电解质。液态电池使用液态电解质，所有工序包括正负极的加工都是通过浆料搅拌完成；而固态电池若发展到最终的干法生产阶段，正负极与电解质都将以粉末颗粒的形式呈现。

除此之外，另一处较大的区别在于，理想状态下的固态电池可以取消隔膜。隔膜原本是用于隔开正负极、承担离子穿梭的介质，而在固态体系中，为了提升性能，隔膜在部分功能性场景下仍有保留的必要。

从性能上比较，固态电池相较液态电池的变化主要体现在两点：能量密度的提升和安全性的提升。针对半固态电池，熊哲颖指出，半固态可以简单理解为介于液态与固态之间的一种过渡形态。

行业内的半固态存在多种形式，有的是通过降低液态比例、让电解质变得更粘稠，以提升能量密度；

还有一种创新形态叫做凝聚态，不同电池厂对其定义不同，最直观的理解是将其视为一种凝胶状结构，在通电、加温或特殊环境下，这种半固态凝胶会转化为液态，形成一个相应的切换过程以带动离子的传导。

半固态属于过渡阶段，一旦固态技术快速突破，半固态的存续周期可能会相应缩短。在安全性问题上，熊哲颖认为固态电池可以解决绝大部分自燃隐患。

液态电池之所以可能发生爆炸或自燃，是因为锂离子在正负极之间透过隔膜传输时，有时会产生枝晶，当枝晶积累得越来越厚，就相当于一个小电极在不断生长，锂离子通过时就像电流一样，当厚度足够时会击穿隔膜，而隔膜一旦被击穿，正负极短路便会引发燃烧或爆炸。

固态电池在理论上不需要承担离子传输作用的隔膜，即便存在隔膜，也只是作为结构膜来保证涂抹均匀、结构不乱窜，因此燃烧和爆炸的最大风险源之一就被解决掉了。

不过他也坦言，锂金属负极的锂枝晶问题仍可能带来新的挑战，现阶段并非百分之百被解决，但至少绝大程度上能够改善安全问题。至于固态电池是否会颠覆传统能源汽车，熊哲颖的态度较为坚定：不会百分之百取代。

他以高铁与绿皮车并存作类比，极端环境下只有最传统的车辆才能运行；同样，电子化普及后，最原始的储存方式依然会保留。民用的绝大部分需求可以被满足，但极端场景下两者仍将共存。

北方尤其是东北的纯电车销量相对不佳，就是因为液态电池在低温环境下掉电过快，很多年前在北方开电动车甚至需要加装电热器加热电池才能启动。如今许多车型配备热泵，正是为了解决低温环境下电池热效率的问题。

谈及电池的发展历程，熊哲颖介绍整个电池史其实相当漫长，最早可追溯至十九世纪，首个形态是铅酸电池，直到今天铅酸电池仍在使用，很多两轮电动车以及传统燃油车上的启停电池都还沿用这一体系。

液态电池很早也已出现，但真正进入到锂电池阶段大约是在上世纪八九十年代，由日本率先发明，彼时最早的应用场景是消费电子。

固态电池的概念大约在十年前就被提出，最初由大型企业、科研院校、军方等前沿研发单位推出材料体系和理论框架，但当时因催化剂瓶颈以及材料成本无法降至十分之一甚至几十分之一，一直未能放量。

关于固态电池尚未量产的核心卡点，熊哲颖认为既有成本层面的工程体系问题，也有材料体系问题。

过去十年固态电池的材料路线探索出多条分支，锂电池的四大主材分别为正极、负极、电解质和隔膜，每一项都能对电池的功率密度、能量密度和循环寿命三大性能产生影响。

然而这三大性能构成了典型的"不可能三角"，很难同步提升，因此动力电池通常侧重能量密度与功率，储能电池则更看重循环寿命。固态电解质当前分为氧化物、硫化物、聚合物以及卤化物等多种体系，真实的产业应用中往往是复合体系。

今年国内硫化物路线出现阶段性突破，这也是固态电池关注度骤升的重要原因；去年业内普遍认为氧化物最佳，因为其化学稳定性最强，但氧化物的加工难度极高。

熊哲颖进一步指出，有了材料之后，还要考虑如何将其组合成最佳电池，这属于电化学学科中带有经验科学属性的部分。固态电池放量初期大概率会先走三元体系，但三元体系中具体的配比决定了电解质性能能否达到最优。

到了加工环节，液态体系依靠浆料涂覆再卷绕叠片，而固态体系没有溶液作为载体，粉末如何均匀涂抹、如何通过等静压保证压实密度，都是工艺层面的挑战。

以硫化物电解质为例，目前价格仍处于几百万元每吨的区间，真正要进入电池放量阶段，成本需要降到十分之一左右，即三十万到五十万甚至更低。

设备同样如此，目前仅有实验线，没有GWh级量产线，小试线的成本是正常线的五到十倍，未来三到五年每个环节都有巨大的下降空间。

关于全球产业分布，熊哲颖表示，三年前中国在固态电池领域完全处于追赶姿态，日韩很早便有技术路线储备，美国也有初创公司在推进相关研发。到目前为止，真正量产的仍是未知数，而中国与世界至少已经做到并驾齐驱，部分技术点甚至有所领先。

日本的某大型车企很早便提出量产应用，但由于其传统燃油车的发动机实力过于强大，缺乏切换到电动路线的动力，这与当年行业路径转换的历史颇为相似。

对于海外厂商宣布2027、2028甚至2030年全面量产的时间表，他认为小批量SOP的概率较大，但真正的大批量商用若无突破性进展仍较难实现。硫化物并非是唯一可能率先量产的路线。

美国有部分电池公司并未选择硫化物，而是通过氧化物或卤化物电解质结合负极技术改进，同样能够提升整体性能。熊哲颖判断，固态电池未必率先在车上放量，更可能是消费电子领域率先出现量产形态。

可穿戴设备、手机、小型无人机等场景对续航要求提升更快，工作环境相对温和，而且全球消费电子龙头已经在准备未来一两年推出固态电池产品。

更关键的是，动力电池成本已经降至极低水平，整车厂的毛利率压力使得动力电池厂商利润微薄，而消费锂电毛利率要高出五到十个百分点甚至更多。动力电池成本占整车BOM约百分之十三，而手机中电池成本占比不到百分之十，对价格的敏感度更低。

医疗场景如心脏起搏器若能通过固态电池延长续航周期，也会带来颠覆性的便利。

在初创公司与大型公司谁更有机会的问题上，熊哲颖认为初创公司没有历史包袱，能聚焦于某一技术分支深入推进，一旦押中正确路线成功概率就很高；而大型公司无法覆盖全部技术点，但只要在每一个方向上不被落下，就能够在需要转向时及时调整。

他将科技创新分为颠覆式创新与延续式创新，前者意味着新技术完全替代旧技术，后者则是在既有优势上做小步迭代。前期大公司具备优势，但到后期一旦技术方向明确，专注且执行力强的初创公司或是早已全面转向的企业会显露明显优势。

关于固态电池对整车设计的影响，随着能量密度提升，体积和重量会相应减小，续航里程将进一步增加，从而给整车造型设计释放更多空间。续航在五年前曾是严重的焦虑点，当时续航里程仅在150到300公里之间；

到了500公里以上，日常使用已显著缓解；而真正达到1000公里以上时，绝大部分长途场景都可被覆盖。此外，减重带来的省电与经济性提升也是重要维度。

补能速度上，固态电池通过硅碳负极比例的提升可以让快充更快，但目前部分固态电池样品的循环寿命还不足一千次，距离大规模应用仍有相当距离。对于换电模式是否会被固态电池颠覆的问题，熊哲颖分析了换电与直充的差异。

目前除个别品牌外，换电需求最多来自商用场景，包括大巴、中卡、出租车、电动车乃至外卖骑手等运营类用户，这些场景对时间效率极为敏感。换电时间通常在五到十分钟之间，与加油接近。

快充目前更多与C数相关，4C大致需要十五分钟，5C约十二分钟，6C大约在十分钟。只要充电时间不超过加油或换电时间的一倍以内，且不影响电池寿命，充电体系就有可能替代换电。

固态电池最大的卖点就是几乎不会爆炸，因为它用固态电解质替代了液态电解液，不怕漏液也不怕过热。传统锂电池一旦短路，电流会在极短时间内释放大量热量，当温度攀升至二三百度时，电解液分解产生可燃气体，热失控的连锁反应便会一发不可收拾。

固态电池通过把电解质换成陶瓷、玻璃、硫化物或高分子聚合物等材料，让锂离子在晶体结构内部的通道中传导，从根本上消除了易燃风险，同时具备更高能量密度和更长寿命的潜力。

目前市面上宣传的所谓固态电池，绝大多数其实是半固态或固液混合的妥协产物，内部仍含有百分之五到十五的液态电解液。

固对固接触不良是另一个死穴，微观层面的缝隙让接触电阻陡增、离子传输效率骤降，再加上制造工艺不成熟、良品率难以保证，车企难以承担如此报废率。更深层的原因在于商业逻辑。

现有液态电池产业链已经极为成熟，中国掌握绝对话语权，一旦全固态全面铺开，价值数万亿的液态产线将瞬间作废，没有企业敢轻易按下这个重启键。连最激进的丰田也已将实质性量产推至2030年之后。