中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：固態(tài)電池，如今在新能源汽車(chē)行業(yè)是一個(gè)能夠迅速吸引眼球，卻無(wú)法讓人抱有過(guò)多“幻想”的話(huà)題。原因很簡(jiǎn)單，最近一兩年，固態(tài)電池的最新發(fā)布每年都會(huì)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(chǎng)化仍面臨重重阻礙。
最近，多家動(dòng)力電池頭部企業(yè)又相繼發(fā)布在固態(tài)電池領(lǐng)域的進(jìn)展和動(dòng)態(tài)。例如，《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者在國(guó)軒高科2025全球科技大會(huì)上，見(jiàn)證了其全固態(tài)電池新品和準(zhǔn)固態(tài)電池新品的同臺(tái)亮相，并了解到技術(shù)研發(fā)與量產(chǎn)推進(jìn)的相關(guān)情況。
細(xì)心之人不難發(fā)現(xiàn)，動(dòng)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(shí)代的凝聚態(tài)半固態(tài)電池已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，同時(shí)不斷攻堅(jiān)固態(tài)電池工程技術(shù)難題；比亞迪在半固態(tài)電池裝車(chē)驗(yàn)證的同時(shí)，持續(xù)投入固態(tài)電池研發(fā)；國(guó)軒高科在貫通全固態(tài)中試線(xiàn)的同時(shí)，其G垣準(zhǔn)固態(tài)電池也已量產(chǎn)應(yīng)用。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，固態(tài)電池憑借更高的能量密度和安全性，堪稱(chēng)動(dòng)力電池技術(shù)演進(jìn)的“終極答案”。然而，“終極答案”的市場(chǎng)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(xiàn)”并進(jìn)戰(zhàn)略布局的原因。
“雙線(xiàn)”布局成為行業(yè)共識(shí)
在動(dòng)力電池技術(shù)迭代更新的關(guān)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(guò)“雙線(xiàn)”布局加速技術(shù)突圍與市場(chǎng)占位，既穩(wěn)扎穩(wěn)打推進(jìn)商業(yè)化應(yīng)用，又積極探索技術(shù)邊界，推動(dòng)動(dòng)力電池向更高性能邁進(jìn)。
寧德時(shí)代于2023年推出凝聚態(tài)電池，采用半固態(tài)過(guò)渡方案，使用聚合物凝膠電解質(zhì)，單體能量密度達(dá)500Wh/kg，已在電動(dòng)飛機(jī)等項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，并計(jì)劃加速車(chē)規(guī)級(jí)應(yīng)用。資料顯示，寧德時(shí)代采用硫化物＋鹵化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線(xiàn)，已完成全固態(tài)電池原型樣品開(kāi)發(fā)，計(jì)劃2027年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，并在動(dòng)力電池、消費(fèi)電子和儲(chǔ)能領(lǐng)域同步推進(jìn)應(yīng)用測(cè)試。通過(guò)“半固態(tài)過(guò)渡＋全固態(tài)突破”的雙軌戰(zhàn)略，寧德時(shí)代加速固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程。
在固態(tài)電池領(lǐng)域，比亞迪自2016年便開(kāi)始布局，采用硫化物電解質(zhì)＋高鎳三元正極＋硅基負(fù)極的技術(shù)組合，于2024年下線(xiàn)60Ah全固態(tài)電池中試產(chǎn)品。該款動(dòng)力電池能量密度達(dá)400Wh/kg，支持10分鐘快充，循環(huán)壽命超1萬(wàn)次，通過(guò)復(fù)合鹵化物電解質(zhì)技術(shù)，低溫性能顯著提升，-30℃環(huán)境下放電效率達(dá)85％，計(jì)劃2027年啟動(dòng)批量示范裝車(chē)，2030年推廣至主流車(chē)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(dá)390Wh/kg，兼容現(xiàn)有產(chǎn)線(xiàn)改造，成本可控，為后續(xù)規(guī)?；a(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
國(guó)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(yàn)線(xiàn)全線(xiàn)貫通，100％線(xiàn)體自主開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)0.2GWh，良品率高達(dá)90％，已開(kāi)始裝車(chē)路測(cè)。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(fù)極材料克容量取得突破。同時(shí)，國(guó)軒高科還推出G垣準(zhǔn)固態(tài)電池，電芯能量密度達(dá)300Wh/kg以上，系統(tǒng)能量密度超235Wh/kg，規(guī)劃建設(shè)12GWh準(zhǔn)固態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)，養(yǎng)車(chē)總里程超過(guò)1萬(wàn)公里。
億緯鋰能選擇硫化物＋鹵化物復(fù)合的技術(shù)路線(xiàn)，固態(tài)電池規(guī)劃分兩步走：2026年實(shí)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(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)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(dá)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(shí)現(xiàn)裝車(chē)，第2代半固態(tài)電池能量密度超過(guò)330Wh/kg，預(yù)計(jì)將于2025年量產(chǎn)，有望率先在低空經(jīng)濟(jì)、人形機(jī)器人等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化；同時(shí)，充分發(fā)揮軟包路線(xiàn)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)和SPS產(chǎn)線(xiàn)的柔性生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，同步推進(jìn)硫化物、氧化物／聚合物復(fù)合體系等多種材料體系的研發(fā)，當(dāng)前能量密度400～500Wh/kg的固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展順利，其中60Ah的硫化物固態(tài)電池計(jì)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(zhǎng)
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(shù)發(fā)展策略。這一行業(yè)共識(shí)印證了一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)——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(shí)代創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)曾毓群在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2025）上直言，一些車(chē)企過(guò)度宣傳固態(tài)電池技術(shù)成熟度，有誤導(dǎo)公眾和投資者之嫌。他強(qiáng)調(diào)，固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)固態(tài)，與真正的全固態(tài)電池有本質(zhì)區(qū)別。
從技術(shù)層面來(lái)看，國(guó)軒高科首席科學(xué)家朱星寶介紹稱(chēng)，真正的固態(tài)電池是離子傳輸方式的根本改變，實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(shù)路線(xiàn)，但每種技術(shù)路線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)都非常明顯。雖然硫化物技術(shù)路線(xiàn)當(dāng)下比較熱門(mén)，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(shù)路線(xiàn)。同時(shí)，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(yán)重影響電池的性能與壽命。負(fù)極材料適配也是一個(gè)問(wèn)題，鋰金屬負(fù)極易生鋰枝晶，硅基負(fù)極體積膨脹大，碳酸鋰等能量密度又不足。
從成本層面來(lái)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(fù)極材料昂貴，鋰硫化物的價(jià)格遠(yuǎn)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(huì)大幅增加成本。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，固態(tài)電池對(duì)環(huán)境與純度要求嚴(yán)苛，需大量替換設(shè)備。朱星寶提出，全固態(tài)電池生產(chǎn)線(xiàn)（在原產(chǎn)線(xiàn)上）的改動(dòng)比例至少在60％以上。加之良品率低，導(dǎo)致固態(tài)電池的單位生產(chǎn)成本高昂，嚴(yán)重阻礙其大規(guī)模推廣應(yīng)用。
固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(yīng)、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)?；慨a(chǎn)與驗(yàn)證面臨挑戰(zhàn)，實(shí)驗(yàn)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(yàn)證，距離實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、穩(wěn)定的商業(yè)化生產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走。
“未來(lái)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(qiáng)的商業(yè)化可行性，預(yù)計(jì)將率先突圍。用朱星寶的話(huà)來(lái)說(shuō)，未來(lái)5年內(nèi)將是半固態(tài)電池的天下，相關(guān)產(chǎn)品可以迅速落地推向市場(chǎng)。
據(jù)了解，半固態(tài)電池保留5％～20％的液態(tài)電解液，通過(guò)液態(tài)成分優(yōu)化離子傳導(dǎo)路徑，可有效緩解固態(tài)電池因界面接觸不足導(dǎo)致的容量衰減問(wèn)題，還能沿用液態(tài)電池80％以上的生產(chǎn)設(shè)備，僅需對(duì)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(shù)增強(qiáng)氣密性，從而降低了技術(shù)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(guò)現(xiàn)有電極涂覆工藝集成，減少額外產(chǎn)線(xiàn)投入，成本僅提升15％～20％。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，采用卷對(duì)卷連續(xù)生產(chǎn)，結(jié)合在線(xiàn)缺陷檢測(cè)技術(shù)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(yuǎn)低于固態(tài)電池。
市場(chǎng)需求方面，半固態(tài)電池的能量密度達(dá)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(mǎn)足整車(chē)?yán)m(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(chǎng)可行性。
事實(shí)上，多家車(chē)企已實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的量產(chǎn)裝車(chē)。2022年，東風(fēng)E70曾配裝半固態(tài)電池實(shí)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(chē)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(dá)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(shí)現(xiàn)首批交付。
進(jìn)入2024年，蔚來(lái)汽車(chē)150kWh半固態(tài)電池包正式量產(chǎn)，單電芯能量密度達(dá)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(fù)合負(fù)極材料，配套的ET7實(shí)測(cè)續(xù)駛里程超1000公里，且可以適配蔚來(lái)旗下所有車(chē)型；此外，上汽智己也于2024年起在不同車(chē)型上量產(chǎn)配裝半固態(tài)電池。
集邦咨詢(xún)（Trend Force）的市場(chǎng)研究指出，盡管半固態(tài)電池在電動(dòng)汽車(chē)中的采用率起初低于預(yù)期，但預(yù)估到2027年這個(gè)數(shù)字有望超過(guò)1％。
半固態(tài)搶跑 全固態(tài)破局
如果說(shuō)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(mèng)想的“橋梁”？
動(dòng)力電池行業(yè)資深人士楊光輝分析認(rèn)為，很多車(chē)企和供應(yīng)商把目光鎖定固態(tài)電池，與電動(dòng)汽車(chē)在歐洲和北美地區(qū)發(fā)展緩慢有非常直接的關(guān)系。除去政策補(bǔ)貼、政府基建等外部原因，單純將電動(dòng)汽車(chē)與燃油車(chē)相對(duì)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(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)技術(shù)如此發(fā)達(dá)的市場(chǎng)環(huán)境下，上述用車(chē)痛點(diǎn)也依然沒(méi)有完全消除。
固態(tài)電池恰好能彌補(bǔ)這些缺憾。據(jù)悉，固態(tài)電池有4項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，一是充電速度更快，在不增加電池重量的情況下，電動(dòng)汽車(chē)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(wú)電解液走漏、不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，安全性大幅提高；四是循環(huán)壽命更長(zhǎng)，電池是有生命的，一般用得越久電池?fù)p耗也會(huì)更嚴(yán)重，導(dǎo)致容量下降，而固態(tài)電池的循環(huán)壽命明顯延長(zhǎng)。
楊光輝表示，如果要讓電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)在市場(chǎng)上真正憑借自身的性能優(yōu)勢(shì)吸引用戶(hù)，固態(tài)電池將是一個(gè)很好的解決方案。固態(tài)電池技術(shù)的真正突破和商業(yè)化落地，有望徹底顛覆目前的電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)?？梢哉f(shuō)，固態(tài)電池是一把讓電動(dòng)汽車(chē)真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)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(gè)長(zhǎng)期且緩慢的過(guò)程。
正因?yàn)槿绱?，“雙線(xiàn)”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(chǎng)份額，積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和商業(yè)回報(bào)；以固態(tài)電池為戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備，持續(xù)投入研發(fā)攻克關(guān)鍵技術(shù)，等待產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟時(shí)一舉突破。
就像朱星寶所說(shuō)，固態(tài)電池能徹底顛覆現(xiàn)在的液態(tài)電池技術(shù)，因此被寄予厚望，各國(guó)都在押寶這個(gè)路線(xiàn)，中國(guó)自然不能落后。半固態(tài)電池就是“僚機(jī)”，5年后如果能替代液態(tài)電池很可能成為市場(chǎng)主流，而如果不能代替，也會(huì)為中國(guó)液態(tài)電池的高速發(fā)展保駕護(hù)航。他表示，鋰離子電池剛剛問(wèn)世時(shí)，車(chē)輛單次充電續(xù)駛里程甚至還達(dá)不到80公里，行業(yè)經(jīng)過(guò)三四十年的打磨才達(dá)到今天的水平。同樣的，業(yè)界也應(yīng)該給固態(tài)電池一個(gè)成長(zhǎng)周期，所以國(guó)軒高科是“‘兩條腿’走路，讓半固態(tài)電池在前面‘扛大旗’”。
