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固态电池商业化进程加速:新突破与多重挑战解析

固态电池技术近日迎来重大突破,再度成为业界焦点。

据多家权威媒体报道,中国科学院金属研究所成功研发一种创新材料,有效解决了固态电池中界面阻抗大、离子传输效率低的核心技术难题,为固态电池的商业化应用奠定了坚实基础。

实际上,固态电池已成为全球资本市场竞相追捧的热点。

2025年,美股固态电池初创企业QuantumScape备受华尔街青睐,年度涨幅接近150%,超越Meta、微软、谷歌、英伟达、特斯拉等科技巨头;A股市场同样表现强劲,同花顺固态电池指数年度涨幅超过50%,与半导体板块共同引领牛市行情。

随之而来的是,关于新能源汽车游戏规则即将改变的讨论不绝于耳,似乎颠覆传统燃油车的临界点已近在咫尺。

固态电池并非全新概念,为何突然成为资本市场的核心焦点?这场技术革命目前进展如何?商业化量产还面临哪些障碍?

告别“纸面王者”时代

当前,锂电池已成为中国制造业的亮眼名片。

海关数据显示,2025年1月至8月,我国锂电池出口量达30.03亿个,同比增长18.66%;出口额达482.96亿美元,同比增长25.79%。

然而,自燃风险始终是锂电池难以根治的痛点,持续触动公众的敏感神经。

在此背景下,新能源车企高度重视安全性,对传统液态锂电池进行一系列严苛测试,如火烧、挤压、撞击、穿透等,以凸显技术优势。

但问题是,无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,均依赖易燃易爆的液态电解质,虽可不断提升安全上限,却无法从根源上消除隐患。

因此,固态电池被业界公认为终极解决方案。

一位行业专家向锌刻度指出:“固态电池具备能量密度高、稳定性强、安全性优、寿命长、耐高温等突出特点,能有效克服三元锂电池和磷酸铁锂电池的固有缺陷,被广泛视为锂电池发展的最终形态。”

固态电池商业化进程加速:新突破与多重挑战解析 固态电池  商业化 锂电池 技术创新 第1张

图源:格隆汇

然而,固态电池的战略布局已持续十余年。

早在2010年,丰田便启动了固态电池的研发,随后多家车企跟进,如宝马投资固态电池初创企业Solid Power,奔驰投资固态电池制造商Factorial Energy、辉能科技等。

但由于种种限制,固态电池的商业化量产长期停留在设想阶段,直到2025年其势头日益强劲,落地希望才真正显现。

这一转变主要源于两方面原因。

一方面,技术实现突破。

固态电池的能量密度持续攀升,实验室数据最高已突破600Wh/kg,远高于以高能量密度著称的三元锂电池,有望彻底解决新能源汽车的里程焦虑。

更关键的是,固态电池已不再是“纸面王者”。

2025年9月9日,奔驰宣布搭载固态电池的纯电EQS测试车完成真实场景长途道路实测,从德国出发经丹麦抵达瑞典,全程经历多种气候与复杂路况,续航里程突破1200公里。

另一方面,车企加大押注。

进入2025年后,比亚迪、上汽集团、长安汽车等主流汽车厂商纷纷公布固态电池上车时间表,多数集中在2026年至2027年。

固态电池商业化进程加速:新突破与多重挑战解析 固态电池  商业化 锂电池 技术创新 第2张

图源:电车通

例如,长安汽车投资者关系活动记录表显示,2026年将实现固态电池装车验证,2027年推进逐步量产。

再如,比亚迪计划在2027年左右启动全固态电池批量示范装车,2030年后实现大规模上车。

仍需攻克三大难关

需注意的是,目前量产上车的实为半固态电池。

公开资料显示,赣锋锂业的半固态电池已在东风E70试装车并于赛力斯SF5车型量产;全新MG4搭载了上汽集团与清陶能源联合研发的半固态电池。

半固态电池仍含有5%~10%的电解质液,能量密度较液态锂电池有所提升,但仅是过渡产品。

简言之,半固态电池只是液态锂电池的进阶版本。

中国科学院院士欧阳明高表示:“作为过渡技术路线,国内发展半固态电池具有必要性和意义,但更重要的目标是开发具有颠覆性的全固态电池技术。”

尽管如此,固态电池要真正实现商业化量产,还需跨越三道难关。

首先,降低高昂成本。

硫化锂是固态电池的关键材料,也是推高成本的主因,其降本速度直接影响商业化进程。

目前,硫化锂市场价高达300万元/吨至400万元/吨,而碳酸锂市场价不足8万元/吨,差距悬殊。

这导致固态电池整体成本居高不下,不利于普及至普通消费者。

固态电池商业化进程加速:新突破与多重挑战解析 固态电池  商业化 锂电池 技术创新 第3张

图源:《储能科学与技术》

事实上,磷酸铁锂电池日益成熟,以理想i6搭载的5C磷酸铁锂电池为例,可续航720公里、充电十分钟补能500公里,这削弱了固态电池的吸引力。

总之,若硫化锂无法实现“高品质、低成本、大规模”生产,高昂成本难以下降至竞争水平,固态电池便难以从小众走向大众。

其次,解决工艺复杂性。

固态电池技术虽获突破,但商业化量产仍面临挑战。被寄予厚望的硫化锂路线遇水有毒,对安全生产要求极高,需在惰性气体环境中进行,不利于大规模生产。

因此,天齐锂业的四川眉山项目,硫化锂年产量仅50吨,这意味着短期降本难度极大。

此外,还存在良率不足的问题。

“高工锂电”指出:“固态电解质与电极之间接触不良,导致内阻大幅增加,影响电池充放电效率和循环寿命。有厂家尝试通过‘三明治结构’改善界面接触,但在规模化生产中良率不足50%,远未达到商业化要求。”

再次,拓展应用场景。

虽然新能源汽车是固态电池的终极战场,但目前其主要应用于低空飞行器、人形机器人等对成本敏感度较低的领域。

换言之,新能源汽车尚处于固态电池的“试验田”阶段。

由此可见,固态电池虽应用前景广阔,但从细分场景走向主流场景,仍有漫长道路。

中金公司表示:“固态电池有望在eVTOL、消费电子等领域率先实现大规模量产,通过量产带动成本下降,再逐步在动力领域推广,预计2030年动力领域渗透率为3%。”

需警惕的是,日韩企业也是固态电池赛道的重量级选手。

丰田、本田、日产、三星等企业纷纷加码固态电池,视其为弯道超车的战略机遇。TrendForce集邦咨询数据显示,截至2024年,日本在全球固态电池专利申请中占比达36%,中国和韩国分别为27%和18%。

好在,宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等国内企业也在全力冲刺,中国在硫化锂路线上全球领先,已掌握战略主动权。

固态电池商业化进程加速:新突破与多重挑战解析 固态电池  商业化 锂电池 技术创新 第4张

“市值观察”评论道:“中国企业必须全力以赴,在固态电池竞争中战胜日韩。如此,中日韩三分锂电池天下的格局或将终结,市场主导权将归于中国。”

总而言之,固态电池虽仍有诸多难题待解,但全球产业竞赛已全面展开。一旦固态电池大规模上车,新能源汽车与传统燃油车的对决将迎来终局。

那么,让我们拭目以待。