電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）如果說2025年被視為固態(tài)電池的元年，那么2026年就是固態(tài)電池裝車路試的關(guān)鍵一年。而在近期更是有不少企業(yè)公布了自己的固態(tài)電池量產(chǎn)計(jì)劃，或者發(fā)布最新固態(tài)電池產(chǎn)品。

但作為被公認(rèn)為下一代電池的“終極形態(tài)”，擁有高能量密度、高安全性等理論優(yōu)勢(shì)，但截至2026年，從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模商業(yè)化仍面臨幾個(gè)核心難點(diǎn)尚未完全攻克。東京大學(xué)與早稻田大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在《Joule》上發(fā)表綜述，首次系統(tǒng)性地評(píng)價(jià)了全固態(tài)電池在能量密度、界面穩(wěn)定性、熱管理及成本等方面的實(shí)際優(yōu)勢(shì)，呼吁學(xué)界以更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度重新評(píng)估其技術(shù)路徑。

固態(tài)電池沒有想象中那么完美

在許多人過去的印象中，固態(tài)電池去掉了沉重的液態(tài)電解液和隔膜，換上了輕薄的固體，所以能量密度一定翻倍，續(xù)航輕松突破1000公里。并且沒有液體就不會(huì)漏液，不會(huì)燃燒，針刺也不起火，是絕對(duì)安全的電池產(chǎn)品。

從該論文中可以看到，固態(tài)電池，并沒有想象中的那么完美。固態(tài)電解質(zhì)并不天然“更輕、更安全”，為了讓鋰離子在固體里流動(dòng)，電解質(zhì)里要引入硫、硒、鍺等較重的元素，導(dǎo)致密度比液態(tài)電解質(zhì)高30%以上，這會(huì)直接拉低電池的質(zhì)量和能量密度。

固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率在理想條件下能到10??–10?2S/cm，但很多數(shù)據(jù)是在幾十MPa高壓、小電流、薄電極條件下測(cè)出來的，與真實(shí)大電芯工況相差很大。

并且固態(tài)電池的很多優(yōu)勢(shì)基本只能在實(shí)驗(yàn)室的小電池中成立，例如固態(tài)電池不怕漏液，可以做得更厚，提高能量密度。但實(shí)際上只有在≥10MPa高壓以及≥60℃高溫下才能穩(wěn)定循環(huán)，而且目前只在小型紐扣電池里驗(yàn)證過，放大到軟包/方殼電池后，壓力分布不均、電極開裂、界面問題會(huì)被放大。

再一個(gè)，因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)不可燃，因此可以少裝冷卻系統(tǒng)。但實(shí)際上硫化物電解質(zhì)遇濕會(huì)生成劇毒H?S，與富鎳正極接觸在100℃以下就可能自燃，熱失控風(fēng)險(xiǎn)并未真正消失，甚至引入新的劇毒問題。

此外，固態(tài)體系里，鋰枝晶更易沿晶界生長(zhǎng)，引發(fā)短路和熱失控。并且從下圖的能量密度對(duì)比功率密度圖中顯示，目前全固態(tài)電池的實(shí)際性能甚至不如高端液態(tài)鋰電池，而且數(shù)據(jù)多來自微尺度電芯，難以反映大尺寸的性能。

從成本上來看，當(dāng)前固態(tài)電池的原材料，尤其是硫化物、特種氧化物大多特別昂貴且工藝窗口窄。很多高性能表現(xiàn)依賴高壓堆疊，這在電池包里很難實(shí)現(xiàn)，會(huì)顯著增加系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，而目前固態(tài)電池成本普遍估算在400-600美元/kWh，遠(yuǎn)高于主流鋰電池的100-150美元/kWh。

中國(guó)產(chǎn)業(yè)界的解決方案

盡管從日本團(tuán)隊(duì)的論文中可以看到，目前固態(tài)電池想要進(jìn)行量產(chǎn)，還有不少難點(diǎn)需要解決。不過針對(duì)這些難題，目前國(guó)內(nèi)的一些高?；驒C(jī)構(gòu)在技術(shù)上已經(jīng)做出了突破。

例如面對(duì)固態(tài)電池本身密度大、電導(dǎo)率不夠、對(duì)環(huán)境敏感的問題，可以開發(fā)“更輕、更便宜、更穩(wěn)定”的硫化物電解質(zhì)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)開發(fā)了Li?P?S?.?O?.?，合成時(shí)不使用Li?S，原料成本僅約14.4美元/kg，遠(yuǎn)低于商業(yè)化閾值，同時(shí)具有低密度、優(yōu)異的負(fù)極相容性。

或者可以走氧化物/鹵化物/復(fù)合電解質(zhì)路線，中科院寧波材料所、物理所等團(tuán)隊(duì)在硫化物/鹵化物電解質(zhì)合成與界面優(yōu)化方面有大量工作，通過摻雜、第二相復(fù)合等方式提升離子電導(dǎo)率和空氣穩(wěn)定性。但相比LPSO這類明顯瞄準(zhǔn)成本的體系，多數(shù)氧化物/鹵化物工作更偏基礎(chǔ)研究，距離大規(guī)模應(yīng)用還有距離。

而針對(duì)固態(tài)電池的固-固接觸差、需要高壓堆疊、枝晶更隱蔽等問題，中科院物理所、華中科技大學(xué)等都發(fā)布了相關(guān)論文，例如通過可移動(dòng)離子或相變，在界面形成動(dòng)態(tài)自適應(yīng)層，自動(dòng)填充空隙、維持接觸，解決全固態(tài)電池連續(xù)固–固接觸損失的關(guān)鍵問題。

面對(duì)固態(tài)電池的安全性問題，當(dāng)前一個(gè)思路是在材料層面降低濕敏性與反應(yīng)活性，如中科院寧波材料所、中國(guó)科大等團(tuán)隊(duì)在硫化物電解質(zhì)的表面包覆與穩(wěn)定性提升方面已有系列工作，公開論文中多聚焦在“界面副反應(yīng)抑制+電化學(xué)窗口拓寬”。

關(guān)于會(huì)釋放H?S的問題，國(guó)內(nèi)已有公司提供電化學(xué)H?S傳感器模塊，可用于固態(tài)電池生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境、電池包內(nèi)部泄漏監(jiān)測(cè)，國(guó)外測(cè)試設(shè)備廠商也明確建議，在固態(tài)電池測(cè)試艙中集成H?S檢測(cè)與報(bào)警裝置。

在2025年，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布《全固態(tài)電池判定方法》（T/CSAE 434-2025），也明確了全固態(tài)電池的判定標(biāo)準(zhǔn)，如液態(tài)電解質(zhì)含量不大于1%等，首次從標(biāo)準(zhǔn)層面區(qū)分全固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)，為后續(xù)安全測(cè)試與法規(guī)提供依據(jù)。

此外，國(guó)內(nèi)期刊近期發(fā)表了《Recent Advances in the Failure Analysis of Solid-State Li Ion Batteries》，系統(tǒng)總結(jié)硫化物、氧化物、聚合物等不同SSE的失效模式，并提出針對(duì)固態(tài)電池的失效分析流程，強(qiáng)調(diào)要從材料-界面-制造-系統(tǒng)全鏈條理解風(fēng)險(xiǎn)。

而在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)推進(jìn)上，目前主要是半固態(tài)電池先行，利用現(xiàn)有液電產(chǎn)線，快速放量。針對(duì)全固態(tài)電池，提前開發(fā)適合SSE的涂布、壓制、疊片、封裝等專用裝備，為未來全固態(tài)規(guī)?；蚝没A(chǔ)。

如先導(dǎo)智能等企業(yè)已與固態(tài)電池企業(yè)合作開發(fā)適用于硫化物電解質(zhì)的專用涂布與干燥設(shè)備，重點(diǎn)解決水氧控制和均勻性問題。清陶等企業(yè)也在規(guī)劃全固態(tài)電池專用生產(chǎn)線，一期多為中試線，用于驗(yàn)證工藝與良率。并且通過干法電極、無溶劑工藝、低溫?zé)Y(jié)等手段，降低能耗和溶劑成本。

小結(jié)

顯然，固態(tài)電池并沒有許多人想象中的那么強(qiáng)大，并且想要量產(chǎn)的話還需要突破材料、工藝與成本這三重壁壘。因此從短期來看，半固態(tài)或許才會(huì)是市場(chǎng)的主流，它們能夠在成本、安全和性能之間取得最佳平衡。即便有小批量落地，價(jià)格也不會(huì)便宜，真正意義上固態(tài)電池普及到主流價(jià)位大概率要等到2030年以后。