經(jīng)濟觀察報 記者 周菊 隨著液態(tài)電池技術的開發(fā)接近極限，固態(tài)電池憑借高能量密度、長壽命及安全性等優(yōu)勢，成為下一代電池技術的焦點，也是各大車企和電池企業(yè)競相研發(fā)的方向。近期，多家車企陸續(xù)公布了固態(tài)電池的量產(chǎn)時間表。

比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍在2月15日舉行的第二屆中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上表示，比亞迪計劃于2027年前后啟動全固態(tài)電池的批量示范裝車應用；中國第一汽車集團公司首席科學家王德平則透露，一汽全固態(tài)電池項目計劃在2027年實現(xiàn)小批量應用。在此之前，長安汽車、上汽集團和奇瑞汽車也均表示，計劃在2026年至2027年間實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)或裝車驗證。

從多家車企的表態(tài)看，2027年將是固態(tài)電池量產(chǎn)的關鍵時間節(jié)點。然而，寧德時代董事長曾毓群在去年3月的業(yè)績解讀會上表示，固態(tài)電池離商品化還很遠，如果以技術和制造成熟度作為評價體系（以1—9打分，1分為入門，9分為成熟），目前整個行業(yè)只到4分的水平。寧德時代首席科學家吳凱更是直言，目前全行業(yè)均不具備量產(chǎn)全固態(tài)電池的能力。

仍未找到完美的技術路線

固態(tài)電池與液態(tài)電池的最大區(qū)別在于電解質(zhì)呈固態(tài)，這種改變使得固態(tài)電池在能量密度、安全性等方面具有顯著優(yōu)勢。但固態(tài)電池的制造仍然存在一系列關鍵問題需要突破解決，其中最重要的是電解質(zhì)技術路線的選擇。

目前，固態(tài)電池的電解質(zhì)主要有硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物等技術路線，但“電解質(zhì)中目前沒有大家希望的六邊形戰(zhàn)士（即完美無缺的電解質(zhì)），沒有任何一種能滿足所有的要求?！鄙虾４髮W教授、中國全固態(tài)電池產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新平臺專家委員會副主任盧世剛表示。

其中，硫化物的離子電導率高，但化學穩(wěn)定性差，容易與空氣中的水分和氧氣反應，部分硫化物在高溫下不穩(wěn)定，存在安全隱患；氧化物則因為脆性大，加工難度高，且界面抗阻高與電極接觸不良；聚合物電解質(zhì)容易加工，但離子電導率低，影響電池性能。鹵化物是固態(tài)電池中的新興材料，有比較好的離子電導率和穩(wěn)定性，但脆性大不易組裝，且成本較高。

在這些并不完美的電解質(zhì)中，硫化物和氧化物電解質(zhì)是目前行業(yè)研發(fā)和專利布局的重點。豐田在固態(tài)電池上采用的就是硫化物電解質(zhì)。武漢大學化學與分子科學學院教授艾新平指出：“硫化物是目前一個很好的切入點，但是其是否具備未來裝車的實際應用條件，以及安全性都還需要進一步的考證。”

除電解質(zhì)外，固態(tài)電池的正極和負極也存在多種選擇。如正極材料有三元材料、富鋰錳基、磷酸鐵鋰、尖晶石等，負極材料有碳基材料、合金類材料、鈦酸鋰以及新型材料（如硅基、鋰金屬等）。但這些材料在性能、穩(wěn)定性及成本方面各有優(yōu)劣，尚未形成定論。

界面問題也是固態(tài)電池的一大技術難題。曾毓群曾指出，研發(fā)全固態(tài)電池的關鍵在于對材料和化學體系的研究，其中最難的就是“固—固界面”問題。因為固態(tài)電池中固體電解質(zhì)與電極材料之間難以實現(xiàn)完全緊密接觸，接觸電阻較高，影響電池的充放電效率。且在充放電過程中，電極材料會不可避免地發(fā)生體積膨脹和收縮，導致原本的接觸變差。另外，界面反應還會破壞界面結(jié)構(gòu)形成鋰枝晶，鋰枝晶持續(xù)生長可能穿透電解質(zhì)，造成電池短路，引發(fā)大量產(chǎn)熱和熱失控。

在制造層面，固態(tài)電池的干法和濕法工藝也存在爭議。干法工藝具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，但難以保證電解質(zhì)與正負極材料的良好接觸；濕法工藝則能夠更好地保證界面接觸，但工藝復雜、成本高。此外，固態(tài)電池的生產(chǎn)技術要求更高，涉及高溫高壓等復雜條件，增加了設備投入和生產(chǎn)難度。這些因素都使得固態(tài)電池的量產(chǎn)之路充滿不確定性。

在不確定性中奔向量產(chǎn)

盡管固態(tài)電池的最佳技術路線并沒有確定，但為了搶占市場取得先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)多家車企和電池生產(chǎn)商在固態(tài)電池的量產(chǎn)上持續(xù)進行著各自的研究。在已經(jīng)公布量產(chǎn)計劃的車企中，各家的技術路線均有所不同。

其中，比亞迪采用的是硫化物復合電解質(zhì)+高鎳三元正極+硅基負極的技術路線；奇瑞汽車采用氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線，正極材料采用高鎳三元材料或富鋰錳基材料，負極探索鋰金屬負極的應用；長安汽車采用氧化物復合固態(tài)電解質(zhì)，正極采用富鋰錳基，負極選用復合鋰金屬基材料；廣汽集團則并行推進兩條研發(fā)路徑，一是基于硫化物的多元復合體系，二是基于聚合物的多元復合體系。寧德時代同時推進硫化物電解質(zhì)和氧化物電解質(zhì)技術路線。

車企和電池生產(chǎn)商在固態(tài)電池技術路線上的不同選擇，使得固態(tài)電池市場呈現(xiàn)出百家爭鳴的局面，但這正是其量產(chǎn)落地的不確定性的體現(xiàn)。究竟哪種技術路線將成為未來發(fā)展的主流？“全固態(tài)電池到了關鍵時期，需要確立技術路線，這關系到我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展?！痹诖舜喂虘B(tài)電池論壇上，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高表示。

歐陽明高指出，當前全固態(tài)電池的技術路線，要聚焦以硫化物電解質(zhì)為主體電解質(zhì)，匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線。他認為，在硫化物固態(tài)電解質(zhì)方面，目前眾多企業(yè)已經(jīng)建立了小批量供應能力，需要重點攻克大規(guī)模生產(chǎn)工藝，且目前全固態(tài)電池的主體電解質(zhì)逐漸聚焦于硫化物的技術路線，包括豐田、本田等外資車企，以及寧德時代、比亞迪、吉利等中國企業(yè)。

對于固態(tài)電池中長期的發(fā)展路徑，歐陽明高指出，2025年至2027年，要以200—300Wh/kg的石墨/低硅負極硫化物全固態(tài)電池為發(fā)展目標為牽引，努力打通全固態(tài)電池的技術鏈。2027年至2030年，要以400Wh/kg和800Wh/L為目標，重點攻關高容量硅碳負極，面向下一代乘用車電池；2030年至2035年，則要以500Wh/kg和1000Wh/L為目標，重點攻關鋰負極，逐步向符合電解質(zhì)、高電壓高比容量正極發(fā)展。

至于量產(chǎn)時間，多數(shù)車企瞄準了2027，有部分企業(yè)更是提出要在2026年進行量產(chǎn)。對此，無錫先導智能裝備股份有限公司營銷總經(jīng)理葉正平表示，車企在2027年實現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)的目標還是比較冒險的，以采用硫化物電解質(zhì)的比亞迪為例，硫化物的大規(guī)模生產(chǎn)是個巨大的挑戰(zhàn)，而且成本壓力也很大。

由于固態(tài)電池電解質(zhì)可能使用一些高價稀有金屬，同時固態(tài)電池的生產(chǎn)要求和設備投入更高，導致固態(tài)電池總體成本高昂，這是固態(tài)電池量產(chǎn)應用的一大難題。不過隨著技術進步和規(guī)模量產(chǎn)，固態(tài)電池的有望下降。孫華軍表示，固態(tài)電池預計在2030年之后實現(xiàn)大規(guī)模應用時，有望與液態(tài)電池達到同價水平。

總體來看，固態(tài)電池作為新能源汽車市場的關注焦點，其量產(chǎn)之路仍然充滿爭議和挑戰(zhàn)，哪種方案將最終勝出還需時間來驗證。

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