中國儲能網(wǎng)訊：固態(tài)電池，如今在新能源汽車行業(yè)是一個能夠迅速吸引眼球，卻無法讓人抱有過多“幻想”的話題。原因很簡單，最近一兩年，固態(tài)電池的最新發(fā)布每年都會引發(fā)幾輪產(chǎn)業(yè)與資本的“狂歡”，但“懂得人都懂”，全固態(tài)電池的市場化仍面臨重重阻礙。
最近，多家動力電池頭部企業(yè)又相繼發(fā)布在固態(tài)電池領域的進展和動態(tài)。例如，《中國汽車報》記者在國軒高科2025全球科技大會上，見證了其全固態(tài)電池新品和準固態(tài)電池新品的同臺亮相，并了解到技術研發(fā)與量產(chǎn)推進的相關情況。
細心之人不難發(fā)現(xiàn)，動力電池頭部企業(yè)幾乎不約而同地選擇了固態(tài)電池與半固態(tài)電池“兩條腿走路”的發(fā)展策略。寧德時代的凝聚態(tài)半固態(tài)電池已實現(xiàn)量產(chǎn)，同時不斷攻堅固態(tài)電池工程技術難題；比亞迪在半固態(tài)電池裝車驗證的同時，持續(xù)投入固態(tài)電池研發(fā)；國軒高科在貫通全固態(tài)中試線的同時，其G垣準固態(tài)電池也已量產(chǎn)應用。
業(yè)內(nèi)人士普遍認為，固態(tài)電池憑借更高的能量密度和安全性，堪稱動力電池技術演進的“終極答案”。然而，“終極答案”的市場化并非觸手可及，甚至還存在一定的變數(shù)。這也成為眾多頭部企業(yè)仍將半固態(tài)電池納入核心研發(fā)體系，形成固態(tài)與半固態(tài)“雙線”并進戰(zhàn)略布局的原因。
“雙線”布局成為行業(yè)共識
在動力電池技術迭代更新的關鍵期，主流企業(yè)紛紛將固態(tài)電池與半固態(tài)電池作為核心戰(zhàn)略方向，通過“雙線”布局加速技術突圍與市場占位，既穩(wěn)扎穩(wěn)打推進商業(yè)化應用，又積極探索技術邊界，推動動力電池向更高性能邁進。
寧德時代于2023年推出凝聚態(tài)電池，采用半固態(tài)過渡方案，使用聚合物凝膠電解質(zhì)，單體能量密度達500Wh/kg，已在電動飛機等項目上實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，并計劃加速車規(guī)級應用。資料顯示，寧德時代采用硫化物＋鹵化物復合固態(tài)電解質(zhì)技術路線，已完成全固態(tài)電池原型樣品開發(fā)，計劃2027年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，并在動力電池、消費電子和儲能領域同步推進應用測試。通過“半固態(tài)過渡＋全固態(tài)突破”的雙軌戰(zhàn)略，寧德時代加速固態(tài)電池商業(yè)化進程。
在固態(tài)電池領域，比亞迪自2016年便開始布局，采用硫化物電解質(zhì)＋高鎳三元正極＋硅基負極的技術組合，于2024年下線60Ah全固態(tài)電池中試產(chǎn)品。該款動力電池能量密度達400Wh/kg，支持10分鐘快充，循環(huán)壽命超1萬次，通過復合鹵化物電解質(zhì)技術，低溫性能顯著提升，-30℃環(huán)境下放電效率達85％，計劃2027年啟動批量示范裝車，2030年推廣至主流車型。在半固態(tài)電池方面，比亞迪半固態(tài)電池能量密度已達390Wh/kg，兼容現(xiàn)有產(chǎn)線改造，成本可控，為后續(xù)規(guī)?；a(chǎn)奠定基礎。
國軒高科2024年發(fā)布金石固態(tài)電池，目前其首條全固態(tài)試驗線全線貫通，100％線體自主開發(fā)，設計產(chǎn)能達0.2GWh，良品率高達90％，已開始裝車路測。材料創(chuàng)新上，該款產(chǎn)品的硫化物電解質(zhì)性能提升，正負極材料克容量取得突破。同時，國軒高科還推出G垣準固態(tài)電池，電芯能量密度達300Wh/kg以上，系統(tǒng)能量密度超235Wh/kg，規(guī)劃建設12GWh準固態(tài)電池產(chǎn)線，養(yǎng)車總里程超過1萬公里。
億緯鋰能選擇硫化物＋鹵化物復合的技術路線，固態(tài)電池規(guī)劃分兩步走：2026年實現(xiàn)生產(chǎn)工藝突破，推出高功率、高環(huán)境耐受性及高安全性的產(chǎn)品，用于混合動力汽車領域；2028年推出480Wh/kg的高比能產(chǎn)品。在半固態(tài)電池方面，億緯鋰能50Ah軟包半固態(tài)電池能量密度達330Wh/kg，循環(huán)壽命大于2000次。
孚能科技日前透露，公司半固態(tài)電池產(chǎn)品已形成規(guī)?；鲐?，第1代半固態(tài)電池于2022年實現(xiàn)裝車，第2代半固態(tài)電池能量密度超過330Wh/kg，預計將于2025年量產(chǎn)，有望率先在低空經(jīng)濟、人形機器人等領域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化；同時，充分發(fā)揮軟包路線的先發(fā)優(yōu)勢和SPS產(chǎn)線的柔性生產(chǎn)優(yōu)勢，同步推進硫化物、氧化物／聚合物復合體系等多種材料體系的研發(fā)，當前能量密度400～500Wh/kg的固態(tài)電池研發(fā)進展順利，其中60Ah的硫化物固態(tài)電池計劃于2025年底向戰(zhàn)略合作伙伴小批量交付。
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化道阻且長
主流企業(yè)普遍采用固態(tài)電池與半固態(tài)電池“兩條腿走路”的技術發(fā)展策略。這一行業(yè)共識印證了一個不爭的事實——固態(tài)電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨多重難以逾越的困難與挑戰(zhàn)。
寧德時代創(chuàng)始人、董事長曾毓群在中國電動汽車百人會論壇（2025）上直言，一些車企過度宣傳固態(tài)電池技術成熟度，有誤導公眾和投資者之嫌。他強調(diào)，固態(tài)電池從實驗室樣品到量產(chǎn)交付，至少需要8～10年；目前所謂的“固態(tài)電池”多數(shù)是半固態(tài)或準固態(tài)，與真正的全固態(tài)電池有本質(zhì)區(qū)別。
從技術層面來看，國軒高科首席科學家朱星寶介紹稱，真正的固態(tài)電池是離子傳輸方式的根本改變，實現(xiàn)起來難度很大，目前共有聚合物、氧化物、硫化物、硼氫化物、薄膜固態(tài)電解質(zhì)等6種技術路線，但每種技術路線的優(yōu)勢和劣勢都非常明顯。雖然硫化物技術路線當下比較熱門，但總體而言行業(yè)尚未摸索出最適合固態(tài)電池量產(chǎn)的技術路線。同時，電極與固態(tài)電解質(zhì)間的固固界面接觸不佳，致使界面阻抗高且穩(wěn)定性差，嚴重影響電池的性能與壽命。負極材料適配也是一個問題，鋰金屬負極易生鋰枝晶，硅基負極體積膨脹大，碳酸鋰等能量密度又不足。
從成本層面來看，固態(tài)電池的成本居高不下。固態(tài)電解質(zhì)及高容量正負極材料昂貴，鋰硫化物的價格遠超碳酸鋰，硫化物電解質(zhì)中的鍺、銦，氧化物電解質(zhì)中的稀土元素也都會大幅增加成本。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，固態(tài)電池對環(huán)境與純度要求嚴苛，需大量替換設備。朱星寶提出，全固態(tài)電池生產(chǎn)線（在原產(chǎn)線上）的改動比例至少在60％以上。加之良品率低，導致固態(tài)電池的單位生產(chǎn)成本高昂，嚴重阻礙其大規(guī)模推廣應用。
固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進程同樣困難重重。一方面，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展尚不完善，從原材料供應、零部件制造到電池組裝，各環(huán)節(jié)都存在薄弱之處，影響生產(chǎn)效率與成本控制。另一方面，規(guī)模化量產(chǎn)與驗證面臨挑戰(zhàn)，實驗室樣品和量產(chǎn)產(chǎn)品性能差異大，電池循環(huán)壽命普遍較短，極端工況下的安全性等性能仍待深入驗證，距離實現(xiàn)大規(guī)模、穩(wěn)定的商業(yè)化生產(chǎn)還有很長的路要走。
“未來5年將是半固態(tài)的天下”
相比固態(tài)電池，半固態(tài)電池在短期內(nèi)展現(xiàn)出更強的商業(yè)化可行性，預計將率先突圍。用朱星寶的話來說，未來5年內(nèi)將是半固態(tài)電池的天下，相關產(chǎn)品可以迅速落地推向市場。
據(jù)了解，半固態(tài)電池保留5％～20％的液態(tài)電解液，通過液態(tài)成分優(yōu)化離子傳導路徑，可有效緩解固態(tài)電池因界面接觸不足導致的容量衰減問題，還能沿用液態(tài)電池80％以上的生產(chǎn)設備，僅需對注液、封裝等環(huán)節(jié)改造，例如采用高精度注液控制系統(tǒng)提升電解液均勻性，引入激光封裝技術增強氣密性，從而降低了技術轉(zhuǎn)換成本和難度。
成本層面，半固態(tài)電池的核心材料與液態(tài)電池重合度高，僅增加部分固態(tài)電解質(zhì)，且固態(tài)電解質(zhì)可通過現(xiàn)有電極涂覆工藝集成，減少額外產(chǎn)線投入，成本僅提升15％～20％。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，采用卷對卷連續(xù)生產(chǎn)，結(jié)合在線缺陷檢測技術保障工藝穩(wěn)定性，半固態(tài)電池的良品率超90％，單GWh投資額約30億元，遠低于固態(tài)電池。
市場需求方面，半固態(tài)電池的能量密度達350～450Wh/kg，支持10分鐘快充，搭配熱管理系統(tǒng)可在-20℃至50℃寬溫域保持性能穩(wěn)定，滿足整車續(xù)駛1000公里的需求，比液態(tài)電池性能更優(yōu)，比固態(tài)電池更具市場可行性。
事實上，多家車企已實現(xiàn)半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車。2022年，東風E70曾配裝半固態(tài)電池實現(xiàn)首批小規(guī)模交付。2023年4月，嵐圖追光量產(chǎn)上市，部分車型配裝的半固態(tài)電池由孚能科技提供，電池容量82.11kWh，CLTC純電續(xù)駛里程可達580公里。同年6月，賽力斯SERES5配裝贛鋒鋰業(yè)第1代半固態(tài)電池實現(xiàn)首批交付。
進入2024年，蔚來汽車150kWh半固態(tài)電池包正式量產(chǎn)，單電芯能量密度達360Wh/kg，整包能量密度為260Wh/kg，采用固液混合電解質(zhì)、超高鎳正極與硅碳復合負極材料，配套的ET7實測續(xù)駛里程超1000公里，且可以適配蔚來旗下所有車型；此外，上汽智己也于2024年起在不同車型上量產(chǎn)配裝半固態(tài)電池。
集邦咨詢（Trend Force）的市場研究指出，盡管半固態(tài)電池在電動汽車中的采用率起初低于預期，但預估到2027年這個數(shù)字有望超過1％。
半固態(tài)搶跑 全固態(tài)破局
如果說固態(tài)電池是“星辰大?！保敲窗牍虘B(tài)電池能否被視為通往夢想的“橋梁”？
動力電池行業(yè)資深人士楊光輝分析認為，很多車企和供應商把目光鎖定固態(tài)電池，與電動汽車在歐洲和北美地區(qū)發(fā)展緩慢有非常直接的關系。除去政策補貼、政府基建等外部原因，單純將電動汽車與燃油車相對比，其在安全性和續(xù)駛里程等方面存在一定的短板。即便在國內(nèi)新能源汽車技術如此發(fā)達的市場環(huán)境下，上述用車痛點也依然沒有完全消除。
固態(tài)電池恰好能彌補這些缺憾。據(jù)悉，固態(tài)電池有4項優(yōu)點，一是充電速度更快，在不增加電池重量的情況下，電動汽車的續(xù)駛里程可以顯著提升；二是能量密度高，這就意味著其在續(xù)駛里程上可以做得更好；三是安全性更高，固態(tài)電解質(zhì)不易燃燒、不易爆破、無電解液走漏、不會在高溫下發(fā)生副反應，安全性大幅提高；四是循環(huán)壽命更長，電池是有生命的，一般用得越久電池損耗也會更嚴重，導致容量下降，而固態(tài)電池的循環(huán)壽命明顯延長。
楊光輝表示，如果要讓電動汽車未來在市場上真正憑借自身的性能優(yōu)勢吸引用戶，固態(tài)電池將是一個很好的解決方案。固態(tài)電池技術的真正突破和商業(yè)化落地，有望徹底顛覆目前的電動汽車行業(yè)?？梢哉f，固態(tài)電池是一把讓電動汽車真正走進千家萬戶的“鑰匙”。但固態(tài)電池的發(fā)展還處于早期階段，產(chǎn)業(yè)鏈的培養(yǎng)是一個長期且緩慢的過程。
正因為如此，“雙線”并行成為企業(yè)破局的更優(yōu)解。以半固態(tài)電池為先鋒，快速迭代產(chǎn)品搶占市場份額，積累技術經(jīng)驗和商業(yè)回報；以固態(tài)電池為戰(zhàn)略儲備，持續(xù)投入研發(fā)攻克關鍵技術，等待產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟時一舉突破。
就像朱星寶所說，固態(tài)電池能徹底顛覆現(xiàn)在的液態(tài)電池技術，因此被寄予厚望，各國都在押寶這個路線，中國自然不能落后。半固態(tài)電池就是“僚機”，5年后如果能替代液態(tài)電池很可能成為市場主流，而如果不能代替，也會為中國液態(tài)電池的高速發(fā)展保駕護航。他表示，鋰離子電池剛剛問世時，車輛單次充電續(xù)駛里程甚至還達不到80公里，行業(yè)經(jīng)過三四十年的打磨才達到今天的水平。同樣的，業(yè)界也應該給固態(tài)電池一個成長周期，所以國軒高科是“‘兩條腿’走路，讓半固態(tài)電池在前面‘扛大旗’”。
