2025年,广汽集团在国内建起首条能生产60安时以上大容量全固态电池的试点线,单片面积容量做到7.7毫安时每平方厘米,这一指标相比传统液态电解质电池有明显提升。这种从实验室走向试点生产的跨越,背后是中日韩电池企业在固态电池上折腾了十几年的长期投入,但直到2026年2月,大规模装车依然没被真正啃下来。
固态电池刚冒头时,被视作下一代动力电池的关键方向。日本汽车和电池企业几乎最早嗅到机会。丰田从上世纪80年代就开始盯上固态电池,2010年正式拉出专门团队,松下和日产迅速跟进,在硫化物路线上一条道走到底,围绕相关材料、工艺和结构申请了大量专利,在全球范围内数量最多,看起来像是握住了先手。
这些早期布局并没有换来想象中的顺滑量产。一个核心现实是:实验室里的漂亮数据,与工厂里一批批合格电芯之间,隔着一条难以压缩的“工程鸿沟”。十几年来,中日韩企业在这条路上不断加码,投进去的是以百亿美元计的资金,是上千人的跨学科研发团队,现在回头量产时间表却一拖再拖,一次次改口,只能证明这项技术远比宣传中的要难啃得多。
固态电池真正的难题,并不体现在概念上,而是卡在一连串细节上。从小试电池到整包再到整车,每放大一个尺寸,每增加一层结构,风险和不确定因素就多一层。实验室里的“样品电池”可以反复验证性能、微调配方,但到了产线,一旦良率控制不住、成本算不过账,哪怕单体性能再亮眼,车企也不敢轻易用在主力车型上,产业化就会被迫减速。
年初,有一家芬兰的小公司在CES展上亮相,宣称推出首款可量产的全固态电池产品。它给出的参数非常抢眼:能量密度达到400Wh/kg,循环寿命号称10万次,5分钟就能充满电,还能在极端温度环境下稳定工作。这一套说法,几乎把固态电池被寄予厚望的所有优势都堆在了一起。
这种宣传一出,迅速遭到质疑。原因并不复杂:欧洲电动车产业本身的基础薄弱,电池产业链也不占优势,一家成立时间不长的小公司,却宣称解决了中日韩巨头多年都没攻克的难点,外界自然会把怀疑的目光落在它身上。这场风波其实把问题表露得很直接:固态电池的挑战不在“概念多新”,而在那些被巨头们拉长时间线、反复验证的工程细节上,无法靠“大胆宣称”跳过去。
说到固态电池难量产,绕不开的是固固界面这一“老大难”。传统液态电池里,电极和电解质之间用的是液体或凝胶,离子在其中活动空间大,界面接触相对容易。而在全固态体系里,固态电解质与电极接触如果不够紧密,锂离子在界面处移动就会变慢,充放电过程的效率随之打折,还可能引发严重的问题。
在负极一侧,充放电过程中材料会发生体积变化,膨胀和收缩不断反复,如果界面结构不够稳定,就容易出现脱离、开裂甚至失效。实验室里可以做出结构精细的小电池,通过严控压力和形变,让样品循环上千次都维持不错的状态。但一旦进入多层叠加的大尺寸电芯,情况就完全不同了,夹层多了,路径变长,界面阻抗随着层数增加而迅速累积,离子通道被局部堵塞,整个电芯的废品率就会明显上升。
日本丰田长期专注硫化物体系,也是看中这一路线的离子电导率比较高,从理论上接近甚至超过液态电解质的传导水平。问题在于,硫化物材料极其怕空气和水汽,稍有暴露就可能分解、产生副反应。为了避免材料在生产过程中被空气中的水分或氧气破坏,生产环境必须做到近乎极端的洁净和干燥,从投料到成型的每个环节都要严密控制,这直接把工厂建设和运行成本拉得很高。
丰田展示过的原型电池指标看上去十分诱人:能量密度足够高,整车续航可以做到1200公里,快充时间控制在10分钟左右。这种性能组合,很容易让人联想到“未来终极形态”的电动车电池。可是真正要落到量产时间表,计划从2020年前后开始被频繁向后调整,从一开始的中期目标一推再推,改口到20272028年,再到模糊地说在2030年前后有望商用,越往后拖,外界越能感到这条路的难度远超设计阶段的想象。
韩国企业则在路线选择上采取了两条腿走路,一边做氧化物,一边继续跟进硫化物,试图在性能与安全、工艺门槛之间寻找平衡。不论哪条路径,原材料纯度都被拉得很高,要求达到99.99%以上。对湿度的敏感也非常突出,环境湿度只要比标准条件高出0.1%,导电率就会显著下降,导致批次差异和性能波动,废品率常年难以下来。这些看似“0.1%”的微小偏离,在工厂里却会直接变成大量报废的电芯和摆不平的良率曲线。
在中国,动力电池企业的动作同样很早。2016年,宁德时代选择硫化物路线作为全固态研发主轴之一,持续投入中试与验证。2025年,合肥建成全球首条硫化物全固态中试线,公布的良率大约在65%左右,年产能约0.2GWh。这个规模从研发视角看已经不算小,但距离车规级大批量应用仍有明显差距,每往前走一小步,都要和成本、可靠性反复博弈。
成本端是全固态推广的另一道高门槛。据公开数据,全固态电池目前的成本处在每千瓦时400800美元区间,相比现有液态电池要贵35倍。哪怕性能有优势,如果成本压不下来,终端整车的定价压力就会迅速放大。车企在选择供应体系时,就不得不在“前瞻性能”和“现实账本”之间做艰难权衡,这也是为什么固态电池一次次被摆在“规划图”上,却迟迟难以大规模装到量产车上的原因之一。
供应链方面的难度同样不小。硫化锂这类关键原料的生产工艺复杂,对设备和环境要求高,一旦遇水,就可能产生有毒气体,对安全管控和环保处置都是额外负担。不少现有生产线在尝试兼容固态路线时,发现设备和工艺的适配率不足50%,很多环节需要重新设计,干法电极制备、等静压成型等工艺都要引入新的设备和控制方案,这意味着原有投资很难充分复用。
安全性评估展示出另一组并不好看的数据。在硫化物体系下,材料在接近200摄氏度时开始放热,绝热条件下温度上升可以达到800摄氏度,热量释放集中且难以及时扩散,热失控被早触发。对于动力电池而言,这样的特性就需要在模组设计、热管理系统和电芯结构上做多安全冗余,增加材料和结构成本,这再一次拉高了整体制造费用。
这些问题交织在一起,使得中日韩企业虽然在技术储备和研发积累上都已经相当深厚,但在把实验室配方变成稳定可复制的工艺上,仍然被死死卡住。从实验室到工厂,并不是简单的放大,而是涉及材料体系、设备精度、环境控制、质量监测等多方面的再设计,只要有一个环节没跟上,整条生产链就可能失衡,无法稳定供应符合车规要求的产品。
日本企业习惯把“技术积累”放在首位。丰田手里攒下的相关核心专利超过1300项,覆盖材料、结构、制造等多个环节。但这种相对封闭的生态,也带来产业化上的另一面:供应链伙伴会发现很难参与到关键核心里,协同空间受限,整体规模化的节奏就被拉慢。专利在手,墙却筑得太高,反倒影响了产业链一起把体量做大的速度。
2025年,岛津制作所与大阪都立大学合作,开发新型分析测量方法,试图从细致的角度理解硫化物在界面和结构上的稳定性问题,希望通过精准的表征手段,找到材料失效的根源。这个方向多是为了把“看不清楚”的部分看清楚,让之后的材料设计有针对性。但即使这样,面向量产的时间表依旧看不到具体落点,还只能停留在“持续推进”的状态。
韩国的三大电池公司选择抱团。2023年,几家巨头联合出资成立基金,把资源集中到固态电池研发和中试上,计划在2027年前后实现一定规模的量产能力,并与整车企业进行深度的合作。在对外合作上,它们已经与宝马展开供样,部分电芯预计先用于机器人等对能量密度和安全性要求不同的领域,为后续导入车规应用打基础。
从实际推进情况来这些项目仍处在验证与优化阶段。越来越多的资源被转向半固态路线,一部分原因是半固态可以在现有液态生产线上做较少改动,通过“部分固态”方式先提升安全和能量密度,工程门槛相对可控。在不打乱现有产能布局的情况下,车企也容易接受这种折中方案,把它作为过渡阶段的选择。
中国在这一轮竞赛中的节奏相对激进。动力电池企业与材料厂、设备厂、科研机构之间的合作紧密,整条链条联动较强。全固态在中试阶段遇到瓶颈,车企就优先让半固态方案上车,把一部分新技术先向市场释出,同时继续为全固态的中长期落地做技术和供应链储备。
广汽、上汽等企业规划在2026年完成相关验证,希望给全固态上车摸清底线,但目前也还停留在“时间节点目标”的阶段,离真正有大量交付的车型还有距离。计划可以写得很明确,量产却需要一步步用良率和成本来支撑,进度条没法用一句“按计划推进”带过。
2025年底,一个象征性动作出现了。红旗首台搭载全固态电池包的天工06车型下线,这台车使用的是全固态电池包结构,背后是470天的集中攻关,在硫化物电解质配方以及60Ah电芯生产工艺上取得一系列突破。与之类似,奇瑞的星途ES8规划在2026年上市,并且对外宣称会搭载全固态电池,从时间表国内车企在“敢上车”这件事上,节奏明显快。
和日韩企业偏重封闭研发不同,国内企业依赖产学研联盟。中科院物理所与宁德时代早在2009年就共建实验室,围绕固态方向做长期布局,推动所谓“原位固态化”技术,把电池内部结构在成型过程中一步做出,尽可能简化后续工艺。这种合作还采用了一个颇有特色的方式:相关专利对合作方开放,不收专利使用费用,目的就是加快从实验室成果走向工程应用的速度。
这类合作为国内企业切入固态赛道提供了高的起点,也让产业链在协同上有弹性。从长期这种开放式合作能够降低重复投入,让各环节愿意围绕统一目标调整设备与工艺,对快速试错和缩短开发周期有直接帮助。但即便如此,在全固态这个方向上,中日韩目前都面对同样的问题:投入巨大,回报周期偏长,而市场竞争导致利润空间持续被压缩。
对任何参与者而言,未固态电池都不可能用“一蹴而就”来形容。从最初的材料设计,到实验室样品,再到中试线的稳定运行,最后进入大规模量产,每一步都需要时间堆积和反复修正。20252027年之间,对这些玩家来说是关键的卡位阶段,一边是现有液态体系不断提升性能和降低成本,一边是固态路线逐步逼近工程临界点,谁也不敢轻易停下。
在这条赛道上,中国从最早的跟跑、对标日韩方案,到如今在部分环节开始主导技术路线、推动供应链重组,路径特点非常鲜明:一方面是长期投入和高密度合作,另一方面是紧贴市场做快速迭代,哪条路线先能在真实场景跑通,就先把资源向哪条路集中。与日本强调长期积累、韩国重视联合布局相比,中国企业愿意在技术成熟度和应用场景之间寻找衔接点,让实验室成果尽快接触到真实需求。
这一套路线能不能在全固态电池上形成大的领先,目前还没有定论。但可以确认的是,在研发投入、试点产线建设、车企导入节奏、产业链协同这些维度上,中国已经从追着别人跑,变成在不少关键节点上主动给出时间表和落地方案。如果在20252027年的关键窗口里,能在良率、成本和安全性上率先跨过门槛,用稳定产品支撑起可观规模,那些早先吃过的工艺苦头就会转化为优势。
在这场比拼中,谁先笑到不会由一两次发布会的宣称决定,而是取决于哪一方能把手里的技术和产线磨到可以经受住规模应用考验的程度。对已经深度投入的中日韩企业来说,固态电池这条路,只能走到底。
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