杭州的消費(fèi)者小陳最近在考慮換車，但冬季新能源車?yán)m(xù)航里程大幅縮水以及頻發(fā)的起火事故讓他猶豫不決。這一困擾不僅影響著他個(gè)人的購車決策，也折射出眾多消費(fèi)者對(duì)新能源汽車的普遍擔(dān)憂。不過，隨著固態(tài)電池技術(shù)的突破，這一局面有望迎來改變。

據(jù)央視報(bào)道，廣汽集團(tuán)于11月底建成國(guó)內(nèi)首條大容量全固態(tài)電池生產(chǎn)線，目前正進(jìn)行小批量試產(chǎn)。這項(xiàng)被稱為“電池圣杯”的技術(shù)正加速從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，有望解決新能源汽車?yán)m(xù)航與安全的核心痛點(diǎn)。固態(tài)電池不僅被視為新能源汽車的理想能源方案，還被預(yù)言將推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)和人工智能革命，一旦大規(guī)模量產(chǎn)，無人機(jī)、機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉硇碌陌l(fā)展機(jī)遇。

盡管固態(tài)電池前景廣闊，但當(dāng)前所謂的“量產(chǎn)”大多仍處于中試階段，成本高昂、技術(shù)難題尚未完全攻克。從實(shí)驗(yàn)室到真正“裝上車”“飛上天”，固態(tài)電池仍需跨越重重障礙。產(chǎn)業(yè)界與科研界正圍繞時(shí)間、成本和科學(xué)規(guī)律展開深入探討。

固態(tài)電池之所以備受期待，源于其對(duì)傳統(tǒng)鋰電池痛點(diǎn)的精準(zhǔn)突破。臺(tái)州清陶能源科技有限公司總經(jīng)理馬健男介紹，固態(tài)電池分為半固態(tài)和全固態(tài)兩類，與傳統(tǒng)鋰電池相比，在能量密度、安全性能和循環(huán)壽命上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。清陶能源研發(fā)的固態(tài)電池實(shí)測(cè)續(xù)航突破1000公里，工作溫度范圍擴(kuò)展至-40°C至120°C，在極端場(chǎng)景下不會(huì)起火爆炸，電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)3000次以上。按每年行駛2萬公里計(jì)算，使用壽命可超10年，全生命周期成本降低40%。

浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授范修林用生動(dòng)的比喻解釋了固態(tài)電池性能突破的原理。他表示，傳統(tǒng)鋰電池內(nèi)部像一個(gè)“流動(dòng)的化學(xué)工廠”，鋰離子在液態(tài)電解液中移動(dòng)完成充放電，但電解液怕冷怕撞，限制了性能。固態(tài)電解質(zhì)取代液體電解質(zhì)后，能量傳輸從“乘船渡河”變?yōu)椤瓣懧芳柴Y”，效率大幅提升。

一系列性能優(yōu)勢(shì)使固態(tài)電池成為動(dòng)力電池的“終極形態(tài)”，并引發(fā)全球產(chǎn)業(yè)熱潮。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，近四年國(guó)內(nèi)規(guī)劃固態(tài)電池產(chǎn)能已超450GWh，實(shí)際投產(chǎn)超25GWh。預(yù)計(jì)到2030年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1163億元，其中中國(guó)市場(chǎng)占比約15.7%，規(guī)模達(dá)182.3億元。

在這場(chǎng)技術(shù)革新中，不同的電解質(zhì)技術(shù)路線各具特色。氧化物電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，硫化物電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率極高，聚合物電解質(zhì)則以輕質(zhì)、柔韌見長(zhǎng)。三條技術(shù)路線齊頭并進(jìn)，共同推動(dòng)固態(tài)電池加速進(jìn)入生產(chǎn)線。今年以來，億緯鋰能、國(guó)軒高科等頭部電池企業(yè)中試線建設(shè)取得積極進(jìn)展，寧德時(shí)代、比亞迪等行業(yè)龍頭也已啟動(dòng)半固態(tài)電池裝車測(cè)試。浙江多地正搶抓機(jī)遇，布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)。

今年6月，瑞固（衢州）新材料科技有限公司硫化物固體電解質(zhì)項(xiàng)目正式點(diǎn)火投產(chǎn)，標(biāo)志著衢州固態(tài)電池核心材料實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王粲沖是一位分子工程博士，2017年便專注于硫化物電解質(zhì)的研發(fā)。他表示，當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)研究已有進(jìn)展，但真正進(jìn)入生產(chǎn)線仍充滿未知。作為科研出身的創(chuàng)業(yè)者，他堅(jiān)定看好硫化物電解質(zhì)的前景，認(rèn)為這是全固態(tài)電池最具商業(yè)化潛力的方向。選擇衢州作為產(chǎn)業(yè)化基地，是看中當(dāng)?shù)赝晟频幕ぎa(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和優(yōu)質(zhì)的營(yíng)商環(huán)境。項(xiàng)目從奠基到投產(chǎn)僅用一年時(shí)間，展現(xiàn)了“浙江效率”。目前，瑞固新材已實(shí)現(xiàn)百噸級(jí)產(chǎn)線穩(wěn)定投產(chǎn)，可生產(chǎn)4大系列17種電解質(zhì)材料，預(yù)計(jì)到2028年產(chǎn)能將達(dá)到數(shù)千噸級(jí)別。

盡管核心技術(shù)不斷突破，產(chǎn)業(yè)熱情高漲，但固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線仍面臨諸多挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)人士指出，當(dāng)前所謂的“量產(chǎn)”大多停留在中試階段，距離真正的商業(yè)化落地尚有距離。在去年的世界動(dòng)力電池大會(huì)上，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群用1至9的數(shù)字序列比喻技術(shù)成熟度，認(rèn)為當(dāng)前全固態(tài)電池的技術(shù)水平“最高只到4”，仍處于樣品試制與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的關(guān)鍵期。范修林也表示，從實(shí)驗(yàn)室性能到規(guī)模化、低成本、高可靠產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化之路，固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，仍需攻克基礎(chǔ)研究與工程化的雙重難題。

成本高企是首要瓶頸。盡管固態(tài)電池技術(shù)路線多樣，但整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚小，原材料成本是一大考驗(yàn)。以硫化物電解質(zhì)路線為例，主材硫化鋰占直接材料成本的60%–80%，其價(jià)格走勢(shì)直接決定電解質(zhì)總成本。清陶能源選擇的“有機(jī)/無機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)”路線，成本則受高性能陶瓷粉體、專用粘結(jié)劑等核心材料價(jià)格影響。中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬鋼在前不久的2025世界動(dòng)力電池大會(huì)上表示，全固態(tài)電池進(jìn)入研發(fā)和中試階段，需持續(xù)加強(qiáng)關(guān)鍵科學(xué)問題與工程化、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難題的研發(fā)攻關(guān)。

固態(tài)電池的生產(chǎn)要求也較高。以硫化物電解質(zhì)為例，其對(duì)水分和氧氣高度敏感，必須在超低水氧的嚴(yán)格環(huán)境下生產(chǎn)，聚合物電解質(zhì)路線同樣面臨規(guī)模化工藝優(yōu)化的挑戰(zhàn)。這些要求導(dǎo)致固態(tài)電池的生產(chǎn)成本顯著高于常規(guī)電池。驗(yàn)證體系與標(biāo)準(zhǔn)有待完善。固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，還需通過嚴(yán)格的技術(shù)驗(yàn)證、法規(guī)認(rèn)證、成本考核以及全生命周期可靠性測(cè)試。與此同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)新技術(shù)認(rèn)知的深化和配套標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)也需同步推進(jìn)。

盡管挑戰(zhàn)重重，但產(chǎn)業(yè)界并未放慢腳步。圍繞成本、工藝等核心瓶頸，眾多企業(yè)正通過技術(shù)迭代、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同開辟降本增效的可行路徑。清陶能源通過和上游材料企業(yè)共建供應(yīng)鏈，原材料成本已降低30%。通過發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，固態(tài)電池單位制造成本較中試階段下降50%，正逐步接近高端液態(tài)鋰電池。預(yù)計(jì)到2027年，隨著二期20GWh產(chǎn)能投產(chǎn)與材料技術(shù)進(jìn)一步突破，單位成本有望降至0.3元/Wh以下，達(dá)到當(dāng)前主流液態(tài)鋰電池水平。瑞固新材則通過創(chuàng)新的規(guī)模化合成工藝，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品粒徑更小、更均一，既推動(dòng)了生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，又將通過規(guī)模化效應(yīng)進(jìn)一步攤薄總體成本。其生產(chǎn)線正從百噸級(jí)向千噸級(jí)乃至更高規(guī)模邁進(jìn)。

固態(tài)電池的前景遠(yuǎn)不止于新能源汽車。在低空經(jīng)濟(jì)與具身智能等新興領(lǐng)域，它同樣被寄予厚望。目前，受限于液態(tài)電池的能量密度，多數(shù)無人機(jī)續(xù)航僅約30分鐘，難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。而固態(tài)電池有望將其續(xù)航提升至1小時(shí)以上，載重能力增加20%，從而推動(dòng)“空中出租車”從概念走向現(xiàn)實(shí)。此前，國(guó)內(nèi)eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器）領(lǐng)軍企業(yè)億航智能已戰(zhàn)略投資固態(tài)電池公司。寧德時(shí)代也與峰飛航空合作，共同開發(fā)航空級(jí)電池。京東集團(tuán)創(chuàng)始人劉強(qiáng)東曾在2025年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)烏鎮(zhèn)峰會(huì)開幕式上表示，無人機(jī)、機(jī)器人等主要受限于電池，一旦高密度固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將迎來飛速增長(zhǎng)。

那么，固態(tài)電池距離真正“裝上車、飛上天”還有多遠(yuǎn)？產(chǎn)業(yè)界已給出頗具雄心的路線圖：豐田計(jì)劃于2027年推出全固態(tài)電池電動(dòng)車，宣稱續(xù)航可達(dá)1200公里，充電僅需10分鐘；寶馬計(jì)劃在2025年推出測(cè)試車，目標(biāo)2030年前量產(chǎn)；國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)安汽車也規(guī)劃在2025年推出功能樣車，2026年完成裝車驗(yàn)證，2027年逐步量產(chǎn)。王粲沖表示，此前行業(yè)普遍預(yù)期2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但隨著技術(shù)加速，這一節(jié)點(diǎn)可能提前至2027–2028年。固態(tài)電池應(yīng)用前期將聚焦高附加值場(chǎng)景，再逐步向大眾市場(chǎng)滲透，以規(guī)避與液態(tài)電池的直接成本競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)為技術(shù)完善爭(zhēng)取時(shí)間。不過，固態(tài)電池并不會(huì)馬上取代傳統(tǒng)鋰電池。

清陶能源制定了“三步走”計(jì)劃：2026年小批量裝車，主打高端車型；2027–2028年進(jìn)入規(guī)模化階段，年裝車量有望突破50萬輛；2029年后實(shí)現(xiàn)全面普及，屆時(shí)全固態(tài)電池將成為新能源汽車的主流配置。然而，相較于產(chǎn)業(yè)界的積極樂觀，科研界不乏更為審慎的態(tài)度。武漢大學(xué)教授艾新平坦言，從個(gè)人從事全固態(tài)電池研究的經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)2027–2030年的量產(chǎn)窗口期持保留態(tài)度。范修林也指出，目前很難用具體“幾年”來回答這一問題。他認(rèn)為，半固態(tài)電池可能率先在特定場(chǎng)景中試點(diǎn)應(yīng)用，而全固態(tài)電池的規(guī)模化上車仍需持續(xù)的科研攻堅(jiān)。在低空經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人等對(duì)能量密度和安全性要求更高的領(lǐng)域，全面應(yīng)用的時(shí)間可能更長(zhǎng)。全固態(tài)電池元年的真正到來，既需信心更需耐心，科研界與產(chǎn)業(yè)界要共同推進(jìn)“概念優(yōu)勢(shì)”真正走向“工程現(xiàn)實(shí)”。