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能量密度翻倍,安全性质变!为何固态电池的“最后一公里”如此难走?

全行业押注,量产却一再推迟:固态电池的“成本”与“量产”难题如何解?

“只闻楼梯响,不见人下来”。

过去两年,我们经常能听到“固态电池取得重大突破”的消息,但何时大规模量产仍是一个未知数。

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在中国新能源市场上的带领下,全球新能源市场技术水平大跃进,销量规模也大幅提升,为什么固态电池这一关键技术,就这么难呢?

今天我们就来深入探讨这一核心问题。

01、为什么需要固态电池?

从中科院、各个大学实验室,到宁德时代、比亚迪这样的零部件巨头,再到各大汽车厂商,整个行业似乎都在研究固态电池,涉及的范围,远比风风火火的智能驾驶领域要广泛。

为什么大家都在攻关?

首先,它是新能源汽车产业升级的刚需。

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可以这么说,没有辅助驾驶,车辆仍可正常行驶,其核心价值是打造“产品长板”;但没有可靠的电池体系支撑,普通用户的核心用车需求便无法得到满足,电池技术的短板将直接制约产品竞争力,而传统液态锂电池的能量密度已逼近物理极限,难以支撑行业持续升级。

其次,它有很多理论上的优势:高安全性、长寿命、高能量密度、更宽的工作温度窗口。

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高安全性是它的核心优势,根源来自固态电解质,传统液态锂电池的电解液易燃易泄漏,是引发热失控的核心诱因;而固态电解质本身不可燃、无泄漏风险,从根源上阻断了热失控的发生路径。

长寿命同样依托固态电解质的稳定性,液态电解质在充放电循环过程中会持续分解并产生气体,导致电池性能衰减,而固态电解质材料结构稳定,可有效规避上述问题,显著延长电池循环寿命。

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高能量密度则源于两方面突破:一是固态电解质在化学与物理特性上可兼容超高容量锂金属负极,二是其自身重量更轻,且无需隔膜等复杂辅助结构,大幅提升了电池包的空间利用率与能量密度。全固态电池能量密度可达400-500Wh/kg,约为当前主流液态电池的2倍。

工作温度窗口更宽,意味着固态电解质环境适应性更强,热稳定性远超液态电解质,且离子通过固态电解质传导时,对低温环境的敏感性显著降低,可适应更多极端使用场景。

02、为什么固态电池这么难?

全行业争相攻关,正是源于固态电池的巨大潜力,但为何它的大规模量产迟迟难以落地?

核心原因在于,固态电池理论优势的落地,恰恰受制于自身技术特性带来的多重壁垒。

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首先是材料体系的技术瓶颈。

固态电解质核心材料是固态电解质,它的离子导电率不足,不如液态电解质成熟,这是一种物理上的瓶颈;而且,固态电解质与电极之间的接触是“固-固”界面,不像液态电解质那样能充分浸润,且易因材料体积波动产生界面缝隙,导致离子传导受阻。

在工业生产中,新材料的研发往往依赖传统意义上的“穷举法”进行试验验证,难以快速找到最优解决方案。

目前,固态电池电解质主要分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物等技术路线,各类路线均有自身优劣,仍需通过持续试错迭代解决核心问题。

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其次是制造工艺的适配难题。

当前主流电极制备工艺分为干法与湿法两种,但固态电池要实现大规模量产,需探索出兼顾生产效率与经济性的适配工艺,目前该类工艺仍处于持续优化迭代阶段。

与材料、工艺相配套的,还有专用生产设备的缺失。

以常见的硫化物电解质为例,其制备过程需配备静压设备、干法混料设备、低露点环境控制设备等专用设备,不仅初始投资规模庞大,且设备兼容性较弱、调试周期漫长。而其它类型的固态电解质,同样需要针对性的专用生产设备,进一步加剧了工艺落地难度。

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材料、工艺、设备的不成熟,最终指向了更为严峻的规模化量产成本问题。

当下我们所见的各类成熟低价产品,往往忽略了其发展初期高昂的试错与技术迭代成本。

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与技术成熟的液态电池相比,固态电池本质上属于技术体系的重构,相当于从零起步,全产业链各环节均需经历持续试错,而试错过程必然伴随标准缺失,缺乏统一标准则直接导致短期内成本难以可控。

根据目前的市场情况,硫化物固态电池整体成本约为1.5元/Wh,氧化物为2.5元/Wh,聚合物成本在0.8-1.5元/Wh,而主流的液态锂电成本约为0.3元/Wh,差距十分明显。

成本问题若无法有效解决,固态电池的大规模普及便无从谈起。

03、何时能大规模量产?

一种新的技术体系,要想大规模量产,成本很重要,但成本要想下降,首先要由技术突破来推动。

事实上,过去几年,固态电池相关核心技术已实现诸多关键性突破。

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2025年9月份,中科院青岛生物能源与过程研究所崔光磊团队在正极、负极、电解质三大核心材料领域取得突破性进展,电芯在实验室的能量密度已经达到400-600Wh/kg,并且经过了严苛的安全测试。

奇瑞汽车在11月份展出的犀牛S全固态电池模组,电芯能量密度甚至达到了600Wh/kg。有消息称2026年将首发搭载在全新猎装SUV星途ES8上,预估纯电续航超1000公里。

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1月8日,中国科技大学马骋教授提出了一种低成本、较为适合商业化的解决方案,通过新型电解质锂锆铝氯氧,具备高离子电导率、低成本、适配规模化生产等特征。

2025年11月份广州车展期间,广汽董事长冯兴亚宣布:广汽的全固态电池中试产线已经建成并投产,能量密度突破400Wh/kg,可让车型续航轻松突破1000km,预计2026年实现小批量装车应用。

而国轩高科、欣旺达、孚能科技等也已经建成或投产了中试线,全固态电池整线解决方案以及干法涂布等专用设备也已经出现。

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根据业内比较乐观的预期,全固态电池2026-2027年有望小批量量产,前期会以半固态电池的形式率先实现量产和应用。中国汽车工程学会预估2026年固液混合电池车型的市场规模将达到10万辆级。

2027-2030年固态电池车型有望小批量装车,对成本不敏感的高端新能源汽车可能首批“吃螃蟹”。

而要实现规模化降本与普及,预计要到2030年之后。

不同的专家有不同的看法,但有一点可以肯定,2030年之前,液态锂电池仍将是市场的绝对主流。

所以,现在买车,不用担心“买了就落后”的情况,固态电池很好,但就目前来看,距离普通消费者还比较遥远。

结束语

现阶段,固态电池有材料、工艺、成本“三座大山”需要攀登,很难一蹴而就。

不出意外的话,固态电池将以技术突破为先,生产工艺、设备紧随,各路资本跟进,然后大规模装车,最后环节是降本,进入千家万户。

目前行业正处在从实验室走向量产线的关键中试与验证期,技术突破不断,但核心障碍依然清晰:固-固界面稳定性的根本技术问题、尚未定型的生产工艺,以及最为现实的高昂成本。

但一条清晰的“半固态先行,全固态跟进”的渐进式路径已经形成。全固态电池的小批量装车验证有望在未来2-3年内实现,但若要达到具备商业竞争力的成本与规模,仍需产业链上下游更长时间的协同攻坚。

这场关乎新能源产业未来的技术革命,其最终成功,必将依赖科学突破、工程智慧与市场规律的协同发力。