“全固態(tài)電池的安全是相對的，一旦熱失控，破壞力遠超液態(tài)電池；寬溫域不代表低溫性能好，零下20℃，低溫性能不如液態(tài)電池。”
7月22日，在2026中國汽車論壇下午場的全球汽車技術(shù)發(fā)展領(lǐng)袖峰會上，中國第一汽車集團有限公司首席科學(xué)家王德平，在講演中為全固態(tài)電池澄清了上述兩個誤區(qū)。
2023年12 月，一汽聯(lián)合東風(fēng)、長安等?27 家單位?成立“固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體”，推動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同攻關(guān)。他們選擇的攻堅方向正是硫化物體系。
在演講中，王德平表示：在硫化物體系下，全固態(tài)電池在材料、電芯、工藝、標準全鏈條突破成果，明確2027年整車小批量搭載、2030年能量密度突破400Wh/kg的清晰產(chǎn)業(yè)節(jié)奏。他坦言，全固態(tài)電池前景很樂觀，但是現(xiàn)實中的困難也不小。
全固態(tài)性能優(yōu)勢明確，但現(xiàn)實存短板
長期以來，固態(tài)電池概念模糊、市場炒作亂象頻發(fā)，行業(yè)去年出臺團體標準給出量化定義：電池烘烤6小時后重量損失低于1%，即為全固態(tài)電池，相關(guān)國家標準預(yù)計2027年正式落地。
王德平表示，從底層機理看，固態(tài)與液態(tài)電池電化學(xué)反應(yīng)原理一致，但鋰離子傳導(dǎo)路徑完全不同：液態(tài)電解液中鋰離子可自由游動，固態(tài)電池離子必須依靠固固界面緊密接觸才能完成傳遞，這一差異直接決定兩者安全、能量、溫域三大核心性能分化。
從本征優(yōu)勢來看，全固態(tài)電池相對液態(tài)電池有三大核心亮點。
第一，安全底層性能大幅提升。液態(tài)電解液60℃即開始分解，固態(tài)電解質(zhì)分解溫度可達600℃；液態(tài)電池高分子隔膜易被鋰枝晶刺穿，固態(tài)陶瓷隔膜機械強度更高，能有效抑制枝晶穿刺風(fēng)險。
第二，能量密度天花板顯著抬高。液態(tài)電池極限能量密度約350Wh/kg，而固態(tài)電池理論上限可達700Wh/kg，可兼容高鎳正極、硅基/鋰金屬等高容量正負極材料，規(guī)避電解液與高活性材料的副反應(yīng)難題。
第三，理論上，更適配寬溫域。液態(tài)電解液零下30℃左右凝固喪失離子傳導(dǎo)能力，固態(tài)電解質(zhì)無液態(tài)相變問題，理論可實現(xiàn)全溫區(qū)穩(wěn)定工作。
不過，王德平在分享中重點澄清對于全固態(tài)電池，兩大行業(yè)普遍存在的認知誤區(qū)。
其一，固態(tài)電池的安全是相對的，絕非絕對安全。
相對于液態(tài)電池，固態(tài)電池?zé)o論是在電解質(zhì)的分解溫度、自產(chǎn)熱溫度，還是失控后的溫度，都要好得多。但是全固態(tài)電池一旦熱失控，其破壞力也要比液態(tài)電池大很多。
根據(jù)一汽方面的測試數(shù)據(jù)，固態(tài)電池?zé)崾Э睾笃茐牧O強：瞬態(tài)產(chǎn)氣量、噴發(fā)質(zhì)量均為液態(tài)電池10倍；失控響應(yīng)速度快100倍；失控溫度提升數(shù)十倍；噴射強度巨大。
王德平表示，他們相關(guān)極端測試需在國家核試驗基地完成，普通實驗室設(shè)備無法承受沖擊，整車端必須配套高強隔熱防護層，從而推高系統(tǒng)成本。
其二，理論寬溫性能不等于實際低溫表現(xiàn)。
零下20℃以下環(huán)境中，固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率指數(shù)級下滑，電芯極化、界面阻抗大幅升高，充放電性能顯著弱于液態(tài)電池；當然，王德平也表示，行業(yè)也有解決方案，可配套40-45℃主動加熱系統(tǒng)，依靠熱管理彌補低溫短板，但也增加了整車能耗與結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。
硫化物成車企主流攻堅方向
在王德平看來，當前行業(yè)形成硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物四條成熟技術(shù)路線，各有優(yōu)劣，暫無單一最優(yōu)方案，復(fù)合材料融合路線成為未來研發(fā)主流方向。
硫化物路線方面，一汽、寧德時代、比亞迪主力布局路線，核心優(yōu)勢是離子電導(dǎo)率高、界面貼合性好，短板為遇水敏感、與高電壓正極兼容性較差，是最接近車規(guī)量產(chǎn)的路線；
氧化物路線方面，以上汽為代表，化學(xué)穩(wěn)定性、機械強度突出，但室溫離子電導(dǎo)率偏低，快充性能受限；
聚合物路線方向的特點是，加工、量產(chǎn)工藝簡單，短板是室溫導(dǎo)電差、電化學(xué)窗口窄，更適配低功率場景；
鹵化物路線路線，則是近兩年新興路線，氧化穩(wěn)定性優(yōu)異，但原材料成本高昂，規(guī)模化落地難度大。
不過，王德平也指出，目前行業(yè)普遍預(yù)判，單一材料路線難以平衡性能、成本、工藝三大指標，未來硫化物融合鹵化物、氧化物復(fù)合硫化物等混合電解質(zhì)體系將成為主流研發(fā)方向，通過材料互補補齊單一路線短板。
機理、制造、整車應(yīng)用同步攻堅
在王德平看來，目前，全固態(tài)電池距離大規(guī)模裝車仍存在三大系統(tǒng)性瓶頸，也是現(xiàn)階段行業(yè)攻堅核心：
1. 基礎(chǔ)科學(xué)機理尚存盲區(qū)
固固界面長期動態(tài)演化規(guī)律未完全探明，電化學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)多場耦合作用機制模糊，缺少成熟理論支撐界面調(diào)控、壽命衰減優(yōu)化。固態(tài)電池充放電過程中，電極與電解質(zhì)界面持續(xù)形變、接觸狀態(tài)持續(xù)改變，長期循環(huán)穩(wěn)定性難以精準預(yù)判，成為制約電芯長壽命落地的底層障礙。
2. 制造工藝與裝備顛覆性革新
王德平指出，早期他們認為固態(tài)電池與液態(tài)電池，大約有20%—30%的工藝差別，但現(xiàn)實是，兩者有大約50%工藝差別，例如，硫化物體系核心工序“600MPa等靜壓”工藝，要知道這壓力等同于6個馬里亞納海溝壓強，對設(shè)備密封、晶格保護、批量一致性提出極致要求。
此外，硫化物體系的全固態(tài)電池在涂布、模切、疊片、化成全流程良率偏低，漿料均勻性、電解質(zhì)膜厚度、疊片精度微小偏差都會直接造成內(nèi)阻飆升、短路風(fēng)險，車規(guī)級大批量制造難度遠超液態(tài)鋰電。
3. 整車應(yīng)用端多重適配難題
一方面，由于全固態(tài)電池?zé)崾Э胤雷o成本高，需配套高強鋼板、隔熱復(fù)合材料層，電池包重量、成本同步上升；另一方面，電芯充放電膨脹率極大，疊加低溫加熱系統(tǒng)配套需求，整車集成設(shè)計復(fù)雜度大幅提升。王德平舉例，一米長模組無外部約束時充電后可拉長至1.25米，在汽車中肯定無法滿足這種功能程度的膨脹。
材料、電芯、工藝、標準全面進階
雖然全固態(tài)電池的難度很大，但是在國家產(chǎn)業(yè)政策、全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同攻關(guān)下，近兩年固態(tài)電池全鏈條取得實質(zhì)性突破，行業(yè)從實驗室研發(fā)邁入中試放大階段。
一是，關(guān)鍵材料實現(xiàn)正向設(shè)計。高鎳三元正極循環(huán)1000次容量保持84%，硅碳負極900次循環(huán)穩(wěn)定；硫化物、鹵化物電解質(zhì)實現(xiàn)百噸級量產(chǎn)，離子電導(dǎo)率達到商用標準，借助AI仿真完成新型電解質(zhì)材料定向開發(fā)。
三是，大容量電芯通過嚴苛安全驗證。多家企業(yè)建成中試產(chǎn)線，60-100Ah大容量固態(tài)電芯下線，尺寸對標現(xiàn)有液態(tài)動力電池；電芯在200℃高溫環(huán)境靜置30分鐘不起火、不爆炸，通過極端熱濫用測試，兩年前行業(yè)尚無法穩(wěn)定制備大容量電芯。
