
固态电池研发的多项关键技术近期取得了显著进展,特别是在电解质材料、界面工程和快充技术方面。
氯碘复合硫化物电解质:当升科技成功开发了氯碘复合硫化物固态电解质,通过将碘元素融入硫化物体系,有效解决了传统硫化物电解质界面兼容性差、对湿度敏感的问题。这一创新在保证高离子电导率的同时,通过微纳米粒径可控调节,使规模化制造变得更加可行。
三维高速渗流网络复合电解质:研究人员开发了一种基于原位聚合局部高浓度凝胶电解质与自支撑多孔LATP骨架复合的高通量三维渗流复合聚合物电解质(P-CPE)。该设计实现了1.36×10⁻³ S cm⁻¹的超高电导率和富LiF界面层,使锂对称电池临界电流密度(CCD)突破4.5 mA cm⁻²。
咪唑基离子化COF纳米纤维骨架凝胶电解质:东华大学与西安交通大学团队合作开发了这种新型电解质,具有平衡脱溶和解离的双重能力,离子电导率高达1.95 mS cm⁻¹,锂离子迁移数提升至0.74。使用该电解质的电池在5C高倍率下循环300次后仍保持83.2%的初始容量。
硫化物全固态电池的固固界面问题一直是技术难题。2025年上半年,多家企业通过硫化物与其他材料复配,将固固界面压力需求从百兆瓦级降至兆瓦级,解决了车企上车的核心技术障碍。这一突破极大地提升了产业链信心,预计2027-2028年实现小批量装车。
固态电池产业化进程明显加速,多家企业已经实现了半固态电池的量产,并积极推进全固态电池的研发和中试。
以下是主要企业在固态电池领域的布局和进展:
| 企业名称 | 技术路线/布局 | 最新进展 | 目标应用领域 |
|---|---|---|---|
| 珠海冠宇 | 半固态电池已开始量产出货 | ||
| 国轩高科 | 首条全固态电池中试线已正式贯通,良品率达90% | ||
| 亿纬锂能 | “龙泉二号”10Ah全固态电池下线,能量密度300Wh/kg;固态电池研究院成都量产基地揭牌,年产能近50万颗电芯 | 人形机器人、低空飞行器等高端装备应用领域 | |
| 孚能科技 | 并行推进氧化物/聚合物复合体系与硫化物两大技术路线 | 已完成第一代硫化物全固态电池的送样,并完成第二代硫化物全固态电池技术开发,能量密度提升至500Wh/kg | |
| 蜂巢能源 | 已完成第一代270Wh/kg方形电芯开发,建成2.3GWh的半固态电池产线,11月开始量产交付;年底将完成10Ah级全固态电芯体系开发,能量密度达400Wh/kg | 高端汽车领域和低空飞行器、人形机器人等新兴领域 | |
| 清陶能源 | |||
| 辉能科技 | |||
| 赣锋锂电 | |||
| 当升科技 | 开发氯碘复合硫化物固态电解质;同步开发硫化物全固态电池专用的超高镍多元材料、超高容量富锂锰基材料 | 固态电解质已实现稳定制备与规模化供应能力;正极材料已实现10吨级批量供货 | |
| 容百科技 | 高镍及超高镍全固态正极材料均已实现吨级出货;开发高能量密度富锂锰基材料 | 富锂锰基材料已有百公斤级出货,并拿到批量订单;硫化物电解质中试线正在加速推进中,预计将于2025年四季度竣工,2026年初放量投产 | |
| 天赐材料 | 主要布局硫化物及氧化物固态电解质路线 | 硫化物路线的固态电解质处于中试阶段 | |
| 贝特瑞 | 开发了行业内首款匹配全固态电池的锂碳复合负极材料 | ||
| 先导智能 | 已成功打通全固态电池量产的全线工艺环节,整线产品可柔性适配聚合物、氧化物、硫化物等多种电解质材料体系 | 成为全球少数具备全固态电池整线装备交付能力的企业之一 |
随着固态电池产业的发展,标准制定和政策支持也在加速推进,为产业健康发展奠定基础。
标准体系建设:2025年5月,中国汽车工程学会发布了《全固态电池判定方法》团体标准,首次明确了"全固态电池"定义,要求离子传递完全通过固体电解质实现。9月10-11日,中国汽车工程学会在北京召开了《固态电池材料评测用模具电池装配方法》等10项固态电池团体标准送审审查会,及《硫化物全固态电池硫化氢产气量评价方法》等5项标准项目启动会,固态电池产业规范化、标准化进程再进一步。
政策支持:2025年4月,工信部发布的《2025年汽车标准化工作要点》提出,加快全固态电池、动力电池在役检测等标准研制。9月4日,工信部与市场监督管理总局联合印发《电子信息制造业2025-2030年稳增长行动方案》,支持全固态电池等前沿技术基础研究。多地政府也出台了支持固态电池产业发展的政策,如珠海市发布《珠海市推动固态电池产业发展行动方案(2025-2030)》,明确2027年形成产业集群、2030年实现批量交付的目标。
固态电池的商业化将呈现渐进式发展,不同应用场景的推广时间表也会有所不同。
电动汽车:半固态电池已开始装车应用。例如上汽发布的名爵MG4半固态安芯版售价已进入10万元级价格区间。东风集团正在研发基于氧化物和聚合物的新型复合电解质半固态电池,当前循环寿命达1200次,已通过170℃热箱安全实验。
低空经济与航空航天:由于对安全性的极高要求和相对较高的成本承受能力,低空飞行器有望成为全固态电池率先商业化应用的领域。蜂巢能源已收获某央企eVTOL半固态电池定点项目。
尽管固态电池技术取得了显著进展,但要实现大规模商业化仍面临多重挑战:
成本问题:目前全固态电池的成本比液态电池高得多。蜂巢能源董事长杨红新指出,即使两三年后,全固态电池的成本可能还有液态电池的5-10倍差。硫化锂的成本是影响全固态电池成本的关键因素之一。据GGII,硫化锂成本降低至50万元/吨是实现产业化的关键拐点,届时硫化物电解质的成本有望降至30万元/吨区间,全固态电芯成本也将降至0.6元/Wh。
量产工艺与良率:全固态电池的生产工艺具有较高技术壁垒,需要专用的生产设备。干法电极工艺的核心瓶颈在于一致性控制,小规模产线已打通实验室阶段,但量产难度大。目前国轩高科宣布其全固态电池中试线良品率达90%,但要实现大规模量产仍需解决良率稳定性控制问题。
技术路线尚未完全统一:目前固态电池存在硫化物、氧化物、聚合物等多种电解质路线,且各有利弊。硫化物路线虽然离子电导率高,但对湿度敏感,稳定性差;氧化物路线离子电导率较低;聚合物路线室温离子电导率低。未来可能会出现在不同应用场景下多种路线并存的局面。
展望未来,行业普遍认为固态电池将沿着半固态→准固态→全固态的路径渐进发展。预计2025年底进行小批量装车试验,2026年-2027年进行广泛装车试验,2030年全球固态电池出货量有望达到614GWh,其中全固态比例接近30%。
总而言之,固态电池技术正处于从实验室走向产业化的重要阶段。虽然目前全固态电池的成本和量产工艺仍是挑战,但技术的快速进步和产业的积极布局让我们有理由相信,固态电池将在未来几年内逐步实现商业化应用,为新能源汽车、低空经济、储能等领域带来革命性的变化。