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随着液态电池技(ji)术的开发接(jie)近(jin)极限，固(gu)态电池凭借高能量密度、长寿命及安(an)全性等(deng)优势，成(cheng)为下(xia)一代电池技(ji)术的焦点，也(ye)是各大车企和电池企业竞相研发的方向。近(jin)期，多家车企陆续(xu)公布了固(gu)态电池的量产时间表。
比亚迪锂电池有限公司CTO孙华军在2月15日举行的第二届中国全固(gu)态电池创新发展高峰论坛上表示，比亚迪计划于2027年前(qian)后启动全固(gu)态电池的批(pi)量示范装车应用；中国第一汽车集团公司首席科学家王德平则透(tou)露(lu)，一汽全固(gu)态电池项目计划在2027年实现小批(pi)量应用。在此之前(qian)，长安(an)汽车、上汽集团和奇瑞汽车也(ye)均(jun)表示，计划在2026年至(zhi)2027年间实现固(gu)态电池的量产或装车验(yan)证。
从多家车企的表态看，2027年将是固(gu)态电池量产的关键时间节点。然而(er)，宁(ning)德时代董(dong)事长曾毓(yu)群在去年3月的业绩解读会上表示，固(gu)态电池离商(shang)品化还很远，如果以技(ji)术和制造成(cheng)熟度作为评价体(ti)系（以1—9打分(fen)，1分(fen)为入门，9分(fen)为成(cheng)熟），目前(qian)整个行业只到4分(fen)的水平。宁(ning)德时代首席科学家吴凯更(geng)是直言，目前(qian)全行业均(jun)不具备量产全固(gu)态电池的能力(li)。
仍未找到完美的技(ji)术路线
固(gu)态电池与液态电池的最大区别在于电解质呈固(gu)态，这种改变使得固(gu)态电池在能量密度、安(an)全性等(deng)方面(mian)具有显著优势。但固(gu)态电池的制造仍然存(cun)在一系列关键问题需要突破解决，其中最重(zhong)要的是电解质技(ji)术路线的选(xuan)择。
目前(qian)，固(gu)态电池的电解质主要有硫化物、氧(yang)化物、聚(ju)合物、卤化物等(deng)技(ji)术路线，但“电解质中目前(qian)没有大家希望的六边形战士（即完美无缺的电解质），没有任(ren)何一种能满足所有的要求。”上海大学教授(shou)、中国全固(gu)态电池产学研协同创新平台专家委员会副(fu)主任(ren)卢世刚表示。
其中，硫化物的离子电导率高，但化学稳定性差，容易与空气中的水分(fen)和氧(yang)气反应，部分(fen)硫化物在高温下(xia)不稳定，存(cun)在安(an)全隐(yin)患；氧(yang)化物则因为脆性大，加工难度高，且界面(mian)抗阻高与电极接(jie)触不良；聚(ju)合物电解质容易加工，但离子电导率低，影响(xiang)电池性能。卤化物是固(gu)态电池中的新兴材(cai)料，有比较好的离子电导率和稳定性，但脆性大不易组装，且成(cheng)本较高。
在这些并不完美的电解质中，硫化物和氧(yang)化物电解质是目前(qian)行业研发和专利布局的重(zhong)点。丰田在固(gu)态电池上采用的就(jiu)是硫化物电解质。武汉(han)大学化学与分(fen)子科学学院教授(shou)艾新平指出：“硫化物是目前(qian)一个很好的切入点，但是其是否具备未来(lai)装车的实际应用条件，以及安(an)全性都还需要进一步(bu)的考证。”
除电解质外(wai)，固(gu)态电池的正极和负极也(ye)存(cun)在多种选(xuan)择。如正极材(cai)料有三元材(cai)料、富锂锰基、磷酸铁锂、尖晶石等(deng)，负极材(cai)料有碳(tan)基材(cai)料、合金类材(cai)料、钛酸锂以及新型材(cai)料（如硅基、锂金属等(deng)）。但这些材(cai)料在性能、稳定性及成(cheng)本方面(mian)各有优劣，尚未形成(cheng)定论。
界面(mian)问题也(ye)是固(gu)态电池的一大技(ji)术难题。曾毓(yu)群曾指出，研发全固(gu)态电池的关键在于对材(cai)料和化学体(ti)系的研究，其中最难的就(jiu)是“固(gu)—固(gu)界面(mian)”问题。因为固(gu)态电池中固(gu)体(ti)电解质与电极材(cai)料之间难以实现完全紧密接(jie)触，接(jie)触电阻较高，影响(xiang)电池的充放电效(xiao)率。且在充放电过程中，电极材(cai)料会不可避免地发生体(ti)积膨胀和收缩，导致原(yuan)本的接(jie)触变差。另(ling)外(wai)，界面(mian)反应还会破坏界面(mian)结构形成(cheng)锂枝晶，锂枝晶持续(xu)生长可能穿透(tou)电解质，造成(cheng)电池短路，引发大量产热和热失(shi)控。
在制造层面(mian)，固(gu)态电池的干法和湿法工艺也(ye)存(cun)在争议。干法工艺具有工艺简单、生产效(xiao)率高的优点，但难以保证电解质与正负极材(cai)料的良好接(jie)触；湿法工艺则能够更(geng)好地保证界面(mian)接(jie)触，但工艺复杂、成(cheng)本高。此外(wai)，固(gu)态电池的生产技(ji)术要求更(geng)高，涉及高温高压等(deng)复杂条件，增加了设备投入和生产难度。这些因素都使得固(gu)态电池的量产之路充满不确定性。
在不确定性中奔向量产
尽管固(gu)态电池的最佳技(ji)术路线并没有确定，但为了抢(qiang)占市场(chang)取得先发优势，国内多家车企和电池生产商(shang)在固(gu)态电池的量产上持续(xu)进行着各自的研究。在已经公布量产计划的车企中，各家的技(ji)术路线均(jun)有所不同。
其中，比亚迪采用的是硫化物复合电解质+高镍三元正极+硅基负极的技(ji)术路线；奇瑞汽车采用氧(yang)化物固(gu)态电解质路线，正极材(cai)料采用高镍三元材(cai)料或富锂锰基材(cai)料，负极探索锂金属负极的应用；长安(an)汽车采用氧(yang)化物复合固(gu)态电解质，正极采用富锂锰基，负极选(xuan)用复合锂金属基材(cai)料；广汽集团则并行推进两条研发路径，一是基于硫化物的多元复合体(ti)系，二是基于聚(ju)合物的多元复合体(ti)系。宁(ning)德时代同时推进硫化物电解质和氧(yang)化物电解质技(ji)术路线。
车企和电池生产商(shang)在固(gu)态电池技(ji)术路线上的不同选(xuan)择，使得固(gu)态电池市场(chang)呈现出百家争鸣(ming)的局面(mian)，但这正是其量产落地的不确定性的体(ti)现。究竟哪种技(ji)术路线将成(cheng)为未来(lai)发展的主流？“全固(gu)态电池到了关键时期，需要确立技(ji)术路线，这关系到我国新能源汽车产业持续(xu)健(jian)康发展。”在此次固(gu)态电池论坛上，中国科学院院士、清华大学教授(shou)欧阳(yang)明高表示。
欧阳(yang)明高指出，当前(qian)全固(gu)态电池的技(ji)术路线，要聚(ju)焦以硫化物电解质为主体(ti)电解质，匹配高镍三元正极和硅碳(tan)负极的技(ji)术路线。他认(ren)为，在硫化物固(gu)态电解质方面(mian)，目前(qian)众多企业已经建立了小批(pi)量供应能力(li)，需要重(zhong)点攻(gong)克大规模生产工艺，且目前(qian)全固(gu)态电池的主体(ti)电解质逐渐聚(ju)焦于硫化物的技(ji)术路线，包(bao)括丰田、本田等(deng)外(wai)资车企，以及宁(ning)德时代、比亚迪、吉利等(deng)中国企业。
对于固(gu)态电池中长期的发展路径，欧阳(yang)明高指出，2025年至(zhi)2027年，要以200—300Wh/kg的石墨/低硅负极硫化物全固(gu)态电池为发展目标为牵引，努力(li)打通全固(gu)态电池的技(ji)术链。2027年至(zhi)2030年，要以400Wh/kg和800Wh/L为目标，重(zhong)点攻(gong)关高容量硅碳(tan)负极，面(mian)向下(xia)一代乘用车电池；2030年至(zhi)2035年，则要以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，重(zhong)点攻(gong)关锂负极，逐步(bu)向符合电解质、高电压高比容量正极发展。
至(zhi)于量产时间，多数车企瞄准了2027，有部分(fen)企业更(geng)是提出要在2026年进行量产。对此，无锡先导智能装备股份有限公司营(ying)销总经理叶正平表示，车企在2027年实现固(gu)态电池量产的目标还是比较冒(mao)险的，以采用硫化物电解质的比亚迪为例，硫化物的大规模生产是个巨大的挑战，而(er)且成(cheng)本压力(li)也(ye)很大。
由于固(gu)态电池电解质可能使用一些高价稀有金属，同时固(gu)态电池的生产要求和设备投入更(geng)高，导致固(gu)态电池总体(ti)成(cheng)本高昂，这是固(gu)态电池量产应用的一大难题。不过随着技(ji)术进步(bu)和规模量产，固(gu)态电池的有望下(xia)降。孙华军表示，固(gu)态电池预计在2030年之后实现大规模应用时，有望与液态电池达到同价水平。
总体(ti)来(lai)看，固(gu)态电池作为新能源汽车市场(chang)的关注(zhu)焦点，其量产之路仍然充满争议和挑战，哪种方案将最终胜出还需时间来(lai)验(yan)证。（记者 周菊）