新能源汽車市場持續(xù)升溫，消費(fèi)者對電池性能的期待不斷攀升，固態(tài)電池作為“下一代動力電池終極形態(tài)”，正加速從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化。近期，多家車企與電池廠商密集公布固態(tài)電池產(chǎn)品規(guī)劃，“2027年量產(chǎn)裝車”已成為行業(yè)共識。然而，技術(shù)瓶頸與成本壓力雙重挑戰(zhàn)下，工藝革新與設(shè)備升級成為固態(tài)電池能否如期落地的關(guān)鍵。

全固態(tài)電池的“電芯大型化”是當(dāng)前首要技術(shù)難題。目前，實(shí)驗(yàn)室樣品單體電芯容量普遍在20Ah左右，而車規(guī)級電芯需達(dá)到60Ah以上，現(xiàn)有樣品難以滿足新能源汽車動力需求。更棘手的是，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)向量產(chǎn)規(guī)模放大時，新問題接踵而至：如何制備大面積、性能穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)薄膜？如何解決固態(tài)材料間的接觸問題？這些挑戰(zhàn)的技術(shù)復(fù)雜度呈指數(shù)級攀升，需全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同攻克材料穩(wěn)定性、工藝一致性及系統(tǒng)安全性等核心環(huán)節(jié)。

成本高企是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的另一大障礙。高價(jià)原材料僅是表面原因，更深層壓力來自工藝與設(shè)備的徹底革新。與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池不同，固態(tài)電池需重新設(shè)計(jì)或定制生產(chǎn)設(shè)備，初期投資門檻大幅提高。以本田在日本櫪木縣建設(shè)的全固態(tài)電池示范生產(chǎn)線為例，其投資額約20億元人民幣，但產(chǎn)能規(guī)模不足1GWh；而成熟液態(tài)鋰電線單線產(chǎn)能可達(dá)10GWh，單位投資僅約2億元/GWh。兩者對比顯示，全固態(tài)電池在制造端仍有巨大降本空間。

設(shè)備大規(guī)模改造的核心原因在于全固態(tài)電池與液態(tài)電池的“底層邏輯”差異。液態(tài)電池依賴液態(tài)電解液和隔膜傳導(dǎo)離子，而固態(tài)電池用固態(tài)電解質(zhì)膜完全替代這兩類組件，導(dǎo)致傳統(tǒng)涂布、壓合設(shè)備失效，需針對固態(tài)電解質(zhì)特性重新研發(fā)。液態(tài)電池中電解液能自然浸潤電極，而固態(tài)電池的“固-固界面”易出現(xiàn)縫隙，阻礙電流傳輸，這對輥壓、疊片等設(shè)備的精度提出更高要求。更復(fù)雜的是，硫化物路線固態(tài)電池對生產(chǎn)環(huán)境極為敏感，遇濕可能釋放毒氣甚至爆炸，產(chǎn)線的濕度、氧氣控制標(biāo)準(zhǔn)需大幅提升，進(jìn)一步增加了設(shè)備改造難度。

在技術(shù)突破方向中，干法工藝、等靜壓技術(shù)、疊片工藝被視為推動固態(tài)電池量產(chǎn)的三大核心。干法工藝最早用于超級電容器制造，如今在固態(tài)電池領(lǐng)域優(yōu)勢顯著——它無需溶劑，直接混合電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑制成電極膜，省去溶劑回收、高溫干燥等環(huán)節(jié)，可降低40%設(shè)備投資和20%運(yùn)營成本，同時減少能耗與碳排放。特斯拉已將其作為降本關(guān)鍵策略，推進(jìn)正負(fù)極雙干法工藝，其中“粘結(jié)劑原纖化”通過高剪切力形成纖維狀結(jié)構(gòu)，使電極膜穩(wěn)定性與柔韌性更優(yōu)，更適合大規(guī)模生產(chǎn)。

等靜壓技術(shù)則針對性解決固態(tài)電池的“致密化”難題。固態(tài)電池需將電極與電解質(zhì)孔隙率控制在5%以下，以確保鋰離子快速傳導(dǎo)，而傳統(tǒng)熱壓、輥壓設(shè)備壓力不足且分布不均，難以滿足要求。等靜壓技術(shù)通過液體或氣體介質(zhì)從各方向均勻加壓，可有效消除電芯內(nèi)部空隙，提升接觸效果，增強(qiáng)導(dǎo)電性并提高能量密度。目前行業(yè)主要應(yīng)用三種等靜壓技術(shù)：冷等靜壓在常溫下運(yùn)行，成本低、效率高，已用于固態(tài)電解質(zhì)制備；溫等靜壓需控制溫度，處于測試階段；熱等靜壓需高溫高壓環(huán)境，適用性廣但成本較高，適合高性能場景。

疊片工藝成為固態(tài)電池“主流裝配方案”的原因在于，傳統(tǒng)液態(tài)電池的卷繞工藝無法適配固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)韌性差、延展性不足，卷繞時易斷裂，而疊片工藝通過逐層堆疊正極、固態(tài)電解質(zhì)膜與負(fù)極，實(shí)現(xiàn)組件緊密貼合，兼顧工藝成熟度與成本效率。豐田、Quantum Scape等頭部企業(yè)均以疊片工藝為核心推進(jìn)量產(chǎn)，疊片機(jī)有望取代卷繞機(jī)成為核心設(shè)備。不過，疊片對精度要求極高，需確保壓力足夠、避免電解質(zhì)微裂紋導(dǎo)致短路，同時防止正負(fù)極偏移接觸，這對設(shè)備穩(wěn)定性與精準(zhǔn)度提出更高挑戰(zhàn)。

突破工藝與設(shè)備難題需電池廠、材料廠與設(shè)備廠協(xié)同合作。由于固態(tài)電池技術(shù)路線未完全確定，設(shè)備開發(fā)需緊密結(jié)合材料特性與生產(chǎn)需求，現(xiàn)階段以定制化為主，企業(yè)間易形成緊密合作關(guān)系。例如，先導(dǎo)智能推出覆蓋全生產(chǎn)流程的整線解決方案，可降低30%整體投入，已應(yīng)用于全球首條量產(chǎn)線；利元亨與清陶能源合作交付半固態(tài)電池中試生產(chǎn)線，2023年進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài)；納科諾爾與國內(nèi)頭部客戶簽訂干法設(shè)備采購合同，推動工藝落地。這些案例顯示，行業(yè)正通過“抱團(tuán)”加速突破技術(shù)壁壘。

按2027年量產(chǎn)目標(biāo)倒推，2025至2026年將成為產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)建立穩(wěn)定合作、形成技術(shù)綁定的關(guān)鍵期。隨著干法、等靜壓、疊片等核心工藝成熟，以及關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化突破，固態(tài)電池制造成本將逐步下降，有望在未來幾年內(nèi)真正進(jìn)入新能源汽車市場。對消費(fèi)者而言，更高續(xù)航、更安全的新能源汽車將不再遙遠(yuǎn)；對行業(yè)而言，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化將推動產(chǎn)業(yè)鏈向更高質(zhì)量、更核心的技術(shù)領(lǐng)域邁進(jìn)，開啟動力電池新時代。