一、技术瓶颈:从实验室到量产的 “天堑”
(一)离子传导效率:固态电解质的 “天然缺陷”
固态电池的核心变革在于采用固态电解质替换液态电解液 ,这一改变虽然解决了液态电解液漏液和易燃的安全隐患,但是却带来了新的问题。固态电解质中离子传导的速度远低于液态电解液,一般来说,其离子传导速度仅为液态的 1/10 。中国汽车技术研究中心首席科学家王芳就明确指出,当前固态电解质的离子传导通道尚不明确。硫化物电解质在高温环境下容易分解,氧化物电解质则存在界面阻抗过高的问题,这些因素严重制约了固态电池的性能。
不少车企进行的实测也暴露出固态电池在离子传导效率方面的短板。现有半固态电池在 - 20℃的低温环境下,容量衰减超过 30%,这意味着在寒冷天气下,车辆续航里程会大幅缩短,严重影响使用体验。而全固态电池的实验室样品循环次数仅 500 次左右,与液态电池 1500 次的行业标准相比,差距明显,这表明全固态电池的使用寿命较短,难以满足消费者长期使用的需求。
(二)生产工艺:颠覆传统的制造革命
固态电池的生产需要一套全新的工艺体系,从电极制备到界面处理,每一个环节都需要重新构建。传统液态电池所依赖的涂布、注液工艺在固态电池生产中完全不适用,取而代之的是纳米级固态电解质膜压制、固态电极烧结等高精度工序。
以汽车巨头丰田为例,其为了研发全固态电池,投入了大量资金建设试制线。该试制线采用了百万级压强的冷等静压设备,单条产线投资超过 50 亿元,但即便如此,良品率仍不足 60%。国内车企也反馈,固态电池生产对环境的要求极为苛刻,湿度、温度的控制精度要求达到 0.1℃级,这使得现有锂电池产线改造难度极大,几乎相当于重建一座工厂。从设备更新到工艺调试,再到人员培训,每一步都充满挑战,高额的改造成本和技术难度让许多企业望而却步。
二、安全悖论:更宽边界下的 “致命隐患”
(一)安全优势与风险的 “跷跷板”
固态电池在安全性能上有着独特的理论优势,其安全边界比液态电池理论上要宽出 40% 。固态电解质不含有机溶剂,从根本上杜绝了液态电解液易燃的风险,能够耐受 200℃的高温而不发生燃爆,这使得车辆在高温环境下的安全性大幅提升。然而,固态电池一旦出现问题,后果将不堪设想。当锂枝晶生长并刺穿隔膜,导致电池内部短路时,固态电池的能量释放速度是液态电池的 3 倍以上 ,会瞬间引发剧烈的热失控,造成严重的安全事故。
虽然 2025 年中国汽车工程学会发布的《全固态电池判定方法》首次明确了技术标准,但与之配套的安全测试体系却仍是一片空白。车企常常宣传自家的固态电池 “针刺不起火”,然而这些测试大多是在实验室的特定条件下进行的,与实际的使用场景相差甚远。在量产电池的长期循环使用中,电极的膨胀会导致界面开裂,电解质也可能发生断裂,这些问题至今尚未有可靠的解决方案。
市场调研显示,高达 68% 的消费者表示 “无法接受 1% 的极端安全风险”,这充分表明消费者对电池安全的重视程度,也反映出固态电池在安全方面面临的巨大挑战。
(二)标准缺失下的 “概念混战”
当前,整个行业对于 “全固态” 和 “半固态” 的定义十分模糊,这就给了部分车企可乘之机。有些车企将含有 30% 液态电解质的电池宣传为 “固态电池”,这种混淆概念的行为严重误导了消费者。2025 年 5 月实施的新国标虽然在一定程度上划清了技术边界,但全固态电池的针刺、热失控等关键安全测试标准仍在紧锣密鼓地制定中。
上汽、国轩高科等企业虽然公布了一些固态电池的安全数据,但这些数据仅仅停留在企业自测阶段,缺乏第三方权威认证,难以让人信服。消费者在面对这些所谓的 “安全神话” 时,往往持怀疑态度。没有统一、权威的安全标准,消费者就无法准确判断固态电池的安全性,这也在很大程度上阻碍了固态电池的市场化进程。
三、市场变局:从 “必需品” 到 “选修课” 的地位反转
(一)混动技术崛起分流研发资源
在工信部明确提出 “同步发展内燃机” 的政策导向下,混动技术迎来了爆发式增长。2025 年上半年,插混 / 增程车销量同比增长 31.5%,这一强劲的增长势头让混动车型在市场中占据了半壁江山 。比亚迪的 DM-i、长城的 DHT 等混动系统凭借其出色的性能和高性价比,成为市场的宠儿。以比亚迪为例,其多款搭载 DM-i 系统的车型,如秦 PLUS DM-i、宋 PLUS DM-i 等,凭借着超低的油耗和出色的动力表现,受到了消费者的热烈追捧,月销量常常突破 3 万辆。
混动车型的优势在于其能够巧妙地利用 “油电互补” 的特性,有效规避纯电车型的续航焦虑问题。在城市通勤时,车辆可以依靠纯电模式行驶,既环保又经济;而在长途出行时,发动机则可以及时介入,确保车辆的续航不受影响。这种灵活性使得混动车型在市场上极具竞争力,也让车企看到了其中的商机。
越来越多的车企将资金和研发资源投向混动技术,因为混动技术的研发周期相对较短,能够更快地为企业带来收益。丰田、本田等国际汽车巨头原本计划在全固态电池领域大力投入,如今却纷纷放缓了量产计划,转而将重心优先放在 2026 年上市的第五代 THS 混动系统的推进上。
(二)液态电池技术 “老树开花”
随着闪充技术和换电模式的日益成熟,液态电池的补能痛点得到了有效解决,这也在一定程度上延缓了固态电池的市场需求。比亚迪推出的超级 e 平台令人瞩目,其闪充电池能够实现 “5 分钟充 400 公里” 的惊人速度,这一技术的突破让消费者对液态电池的充电效率有了全新的认识。
极氪与华为数字能源携手,发布了 1.2MW 全液冷充电桩和最大功率为 1.5MW 的充电产品,这些闪充技术的出现,让液态电池的充电速度大幅提升。极氪的 1.2MW 超充桩已经广泛布局,覆盖了全国 90% 的城市主干道,为用户提供了便捷的充电服务 。蔚来在换电领域持续深耕,其换电站数量已经突破 3000 座,形成了庞大的换电网络。用户只需在换电站短暂停留,即可完成电池更换,继续轻松出行。
宁德时代的凝聚态电池更是将液态电池的性能提升到了一个新的高度。凝聚态电池的能量密度高达 500Wh/kg,目前已经成功搭载在极氪 001 车型上,实现了续航 1300 公里的出色表现。与现阶段的固态电池方案相比,凝聚态电池不仅在性能上毫不逊色,而且在成本上具有明显的优势,性价比远超后者。
众多车企经过详细测算后认为,以目前液态电池技术的发展态势,完全可以满足未来 5 年市场的需求。在这种情况下,固态电池不再被视为 “革命性替代” 的必然选择,而是逐渐转变为一种 “储备技术”,车企对其量产的紧迫性也大大降低。
四、成本困局:三倍造价下的量产 “枷锁”
(一)材料成本高企难下
固态电池的成本问题犹如一座难以逾越的大山,严重阻碍着其量产的步伐。固态电解质的原材料价格贵得离谱,是液态电解液的 20 倍以上。就拿硫化物电解质来说,每公斤成本超过 2000 元 ,而液态电解液每公斤仅需 80 元,这一对比简直令人咋舌。东风汽车曾经做过一次实测,结果显示,搭载全固态电池的电动车,单电池包成本竟然高达 15 万元 ,相比三元锂电池,足足高出了 3 倍之多。如此高昂的电池成本,直接导致整车售价至少要增加 8 万元,这让许多消费者望而却步。
蜂巢能源董事长杨红新也坦言,全固态电池的成本目前是液态电池的 5 - 10 倍,就算到了 2028 年实现量产,成本也很难降到液态电池的 2 倍以内。如此高昂的成本,使得固态电池在市场竞争中处于极为不利的地位。车企如果想要推出搭载固态电池的车型,就必须大幅提高售价,这无疑会让消费者对其性价比产生质疑,进而影响销量。在价格敏感的汽车市场,成本问题不解决,固态电池很难真正打开市场。
(二)产业链配套 “断档”
除了材料成本高昂,固态电池的产业链配套也存在严重的 “断档” 问题。固态电池生产所需的纳米级电解质粉末、高纯度锂金属负极等材料,全球的年产能竟然不足 100 吨 ,如此低的产能,根本无法满足汽车级量产的需求。巧妇难为无米之炊,没有充足的原材料供应,车企即便有再先进的技术,也难以实现大规模生产。
在生产设备方面,同样面临着巨大的挑战。德国 Manz、日本 Hitachi 生产的全固态电池专用涂布机,交期长达 18 个月 ,而且单台价格超过 2000 万元,这还不算完,这些设备还需要进行定制化调试,这又增加了时间和成本成本。
国内车企在试产过程中发现,固态电池的良品率每提升 1%,单 GWh 投资额就需要增加 2 亿元 ,如此巨大的成本压力,让许多企业不堪重负,纷纷选择了 “半固态过渡路线”。半固态电池虽然在性能上不如全固态电池,但在成本和产业链配套方面,却具有明显的优势,至少现阶段,它能够满足车企和消费者的部分需求。
五、破局之路:渐进式落地与生态共建
尽管固态电池面临重重困境,但车企们并未选择放弃,而是积极探索破局之路。丰田作为汽车行业的巨头,早在 2008 年就开始布局固态电池领域,经过多年的研发投入,计划在 2027 年推出半固态电池车型,随后在 2030 年实现全固态电池的小规模量产。丰田深知固态电池的潜力巨大,一旦实现量产,将在续航里程、充电效率及动力性能领域建立全面领先优势,因此一直坚持不懈地攻克技术难题。
比亚迪也在固态电池领域取得了显著进展,于 2024 年成功下线 60Ah 的全固态电池,并计划在 2027 年启动高端车型的搭载工作,随后在 2030 年后实现大规模商业化应用。比亚迪凭借其在电池技术领域的深厚积累,采用硫化物复合电解质 + 高镍三元(单晶) + 硅基负极(低膨胀)的技术路线,旨在兼顾高能量密度、安全性及商业化潜力 。该电池的电芯级能量密度达到 400Wh/kg,体积比能量密度为 800Wh/L,电池包能量密度超过 280Wh/kg,车辆续航将超过 1000km,并且支持快充,安全性也通过了针刺、热箱等极端测试。
国内首条全固态电池量产线在北京亦庄正式投产,这标志着固态电池产业化进程迈出了重要一步。该生产线由北京纯锂新能源科技公司投资建设,设计产能为 200 兆瓦时,每天可生产上千支固态锂电池,目前已实现 10Ah 电芯的试产,能量密度高达 350Wh/kg 。这条量产线的投产,为固态电池的商业化应用提供了有力支撑,也为其他企业树立了榜样。
行业专家普遍认为,2025 - 2030 年将是半固态电池的主导期。半固态电池作为液态向固态过渡的产物,既能兼容现有液态产线,又在安全和能量密度方面有一定提升,成为了现阶段车企的重要选择。到 2035 年后,随着技术的不断进步和成本的逐步降低,全固态电池有望突破成本瓶颈,实现 10% 以上的市场渗透率,届时将在新能源汽车市场中占据重要地位。
十年磨一剑,固态电池的量产之路充满坎坷,这也深刻地折射出新能源技术迭代的复杂性。当曾经被寄予厚望的 “终极电池” 光环逐渐褪去,我们需要更加理性地看待技术成熟度,在安全与成本之间找到平衡,并积极构建新型产业链生态。这才是推动固态电池从美好的 “愿景” 真正走向 “现实” 的关键所在。或许正如业内专家所言:“固态电池不是颠覆者,而是与液态电池、混动技术长期共存的升级方案。” 在未来的新能源汽车市场中,多种技术将相互竞争、相互补充,共同为消费者提供更加优质、高效、安全的出行解决方案。
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