作者 | 陳俊清
近日，2025中國動力電池材料產業鏈大會暨第六屆中國固態電池技術大會在安徽合肥舉行。會上，多名業內人士就新一代動力電池的前瞻技術、產業鏈供應鏈的韌性與穩定等行業熱點及痛點展開討論。
隨著市場需求的持續增加和固態電池技術不斷進步與突破，行業預計全球固態電池出貨量在2025年和2030年將分別達到10GWh和614.1GWh，市場空間繼續擴大。
與此同時，盡管其未來前景廣闊，但全固態電池短期內仍面臨短期難量產、高成本、產業鏈不完整、高界面阻抗等多重挑戰。
全固態電池是動力電池技術發展的重要趨勢，有望從根本上提升電池的安全性和續航里程。目前世界各大主機廠、電池廠都在積極布局全固態電池的開發。
從國內固態電池技術發展來看，比克電子技術總工占孝云表示，眾多高校及企業致力于固態電池研發，技術路線多元化，半固態/全固態均有布局。相比國外，重點以半固態為特色，固/液混合電池布局早，產業鏈完整，企業正嘗試裝車。但對全固態技術方案多元，主流技術路線尚未確定，輿論上一般均以宣傳高比能凸顯先進性。
熊儲能源董事長張賢文表示，在固態電池行業中，電解質和電芯公司多，路線多。其中，電解質公司約占45%，競爭激烈。
目前，固態電解質主要包括聚合物、氧化物、硫化物、鹵化物等。
國際方面，從固態電池產業化發展較快的豐田、日產、SDI均采用高鎳三無正級，硫化物電解質，差別只在負極，預計在2027年后實現量產。比克電子技術總工占孝云認為，“目前國內外還沒有開發出大于400瓦時/公斤，滿足綜合性要求，能夠商業化的全固態車用電池。”
相比之下，半固態電池的商業化進程相較于全固態發展較快，現階段可量產。行業中一般復合使用電解質，彌補單一電解質材料的短板。據悉，聚合物和氧化物復合的半/準固態方案能夠兼容現有工藝，性價比高。
會上，比克電子技術總工占孝云披露了該公司半/準固態電池的最新進展：其應用于數碼安防的半固態電池已給國際知名防爆安全移動通信設備供應商供貨，年銷售額大于2000萬元；應用于磁吸充電寶的相關產品已給國內中高端企業送樣，預計2025年第四季度出貨；用于EV領域的43Ah容量電池電性能達標，已給國內客戶送樣，預計2026上半年有批量訂單；用于eVTOL領域的產品電性能達標，已給國外頭部企業送樣，預計2026年上半年有批量訂單。
在現階段，400-500wh/kg的半固態電池率先量產，鋰金屬電池突破600Wh/kg瓶頸，全固態聚焦硫化物電解質界面得到優化。橫渠科技華東區域總監謝展鵬認為，干法電極、等靜壓設備、錳基正極、鋰金屬負極是未來五年關鍵創新方向，全固態電池在消費電子、低空經濟、電動汽車等領域的產業化路徑將會逐漸清晰。
需要注意的是，全固態電池目前仍面臨短期難量產、高成本、產業鏈不完整、高界面阻抗等一系列挑戰。
在星楷科技總經理黃璟看來，固態電池的材料合成是影響全固態電池產業化發展的關鍵問題。他表示，固體電解質作為全固態電池的核心材料，其性能提升、微化處理和低成本化，均是任重道遠。此外，電極體系的合理構建、粘結劑和溶劑的篩選以及適配集流體的選擇等，仍面臨著不少挑戰。
在電芯制備方面，粘結劑和溶劑體系的顛覆性，以及電解質層本身的超薄性、致密性要求，都為成膜工藝帶來新的困難。黃璟表示，良好的固-固界面，需要精心控制電極/電解質復合、多層單元堆疊、電芯一體化成型等各個工藝點。材料合成與電芯制備方面的技術創新，均需要通過裝備方面的協同創新來實現。
寧德時代技術顧問趙鵬程則表示，固態電池對壓力的需求遠超液態電池，主要體現為三大核心挑戰：首先，壓力需躍升至2MPa甚至更高級別；其次，高壓環境下壓力均勻性至關重要，微小偏差可能導致電池循環壽命驟降或系統性能衰減；最后，壓力需實現動態調控，例如充放電過程中需按不同需求調整壓力。傳統液態電池的固定式結構方案，如泡棉、彈簧等無法滿足需求，且會犧牲電池包輕量化與成本優勢。
為解決這一難題，寧德時代推出液壓電池系統。據介紹，該方案在系統層級將電芯間充滿厚度為1mm的油液實現電池包內部壓力的實時可調與均勻分布，同時借助密封框架將液體封閉于電芯內部，實現結構小型化、輕量化與低成本。
對于業界關注的密封可靠性，趙鵬程以燃料電池技術類比：“燃料電池密封周長可達千米以上，且壽命達3萬小時，而液壓系統密封要求僅為其1/10，可通過材料工藝優化滿足車規級20年壽命要求。”
面對固態電池密封性難題，應借鑒燃料電池成熟解決方案，堅定開發信心。在初期攻堅階段，要做好技術驗證與迭代準備，確保方案可靠性。趙鵬程表示，全固態電池開發重點正從材料本征特性開發轉向材料與系統應用并重，為全固態電池商業化落地提供關鍵技術支撐。
“電池材料測試技術的發展歷程，是一部從宏觀性能表征邁向微觀機制解析、從離線破壞性分析走向原位實時觀測、從單一技術應用到多技術聯用的演進史。”橫渠科技華東區域總監謝展鵬表示。
當前，固態電池產業化有所提速。截至2025年8月，全球頭部企業已建成多條半固態電池中試線，能量密度達400-500Wh/kg，循環壽命突破1200次。全固態電池中，固態電解質因高離子電導率成為研發焦點，多家企業正推進其與鋰金屬負極的兼容性驗證。
國聯汽車動力電池研究院有限責任公司張宏陽表示，在電池工作期間，氧化還原反應同時發生在正極-電解質和鋰-電解質界面，電池在加工過程和電化學過程中產生的內部應力直接作用于固態電解質；固態鋰電池的機械穩定性很大程度上取決于固態電解質的力學性能。優化電解質材料的應變工程成為研發焦點。
EVTank在白皮書中表示，聚合物和氧化物主要用于半固態電池，硫化物和鹵化物主要用于未來全固態電池，少部分用于半固態電池摻雜使用。2024年中國聚合物和氧化物電解質出貨量占比超過98%，少量使用硫化物和鹵化物。
從成本端來看，固態電解質作為固態電池的核心材料，對固態電池的性能和成本具有決定性影響。橫渠科技華東區域總監謝展鵬表示，固態電解質材料成本較三年前下降40%，設備投資效率提升超30%。
與固態電池市場主流的電解質硫化物和鹵化物不同。綠能纖材總經理邱磊認為，聚合物固態電解質由于其制備成本低、加工性能好以及良好的界面相容性，是目前最接近商業化應用的固態電解質之一，尤其是在一些對能量密度要求不極致，但對安全性、柔韌性要求較高的領域。
然而，聚合物固態電解質較低的室溫電導率和較窄的電化學窗口是固態電池進一步推廣的主要瓶頸。基于此，綠能纖材選擇改性纖維素材料來制作聚合物固態電解質。
據介紹，選擇改性纖維素材料來制作聚合物固態電解質能夠增加離子傳輸位點，改善離子傳導率。纖維素本身具有較高的機械強度和韌性，可以幫助提高聚合物電解質的整體力學性能。此外，纖維素材料的表面性質可以通過改性進行調控，有助于減少界面電阻，提高電池的整體性能。
與聚合物固態電解質不同，鹵化物固態電解質作為主流固態電解質之一，存在著固-固接觸的問題，固-固界面穩定性將嚴重影響電池的電化學性能和安全性，限制固態電池應用。
為應對上述難題，國聯汽車動力電池研究院有限責任公司提出了一種通過引入分散缺陷來增強鹵化物固態電解質的機械性能的方法—基于缺陷增強的增韌策略，這一策略在提升機械性能的同時，對離子電導率影響小，有指導材料合成的普適性作用。
國聯汽車動力電池研究院有限責任公司張宏陽表示，該策略通過優化力學性能，電解質能夠在電池運行過程中更好地適應正極材料的膨脹和收縮，從而提高整體的電化學性能和循環壽命。
