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当理想i6的(de)磷酸(suan)铁锂电池实(shi)现充电十分钟补能(neng)500公里，当宁德时代的(de)三元锂电能(neng)量密度逼近350Wh/kg，新能(neng)源汽(qi)车(che)的(de)技术竞赛似乎已(yi)触碰到液态(tai)电池的(de)天花板。但消费(fei)者对(dui)(dui)续(xu)航焦虑的(de)抱怨、车(che)企对(dui)(dui)自燃(ran)风险的(de)忌惮，仍(reng)在拷(kao)问行(xing)业：下一(yi)个突破点在哪？答案几乎指向同(tong)一(yi)方(fang)向——固态(tai)电池。

即使是看似强大的(de)半固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)，也被(bei)(bei)视为是“过渡产品”。无(wu)论是行(xing)业人士(shi)，还是消费者，都翘首以待(dai)固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)的(de)落地和普及(ji)。但固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)的(de)技(ji)术，始(shi)终是一道坎儿(er)。而就(jiu)在(zai)今年国庆期间，此前(qian)一直被(bei)(bei)热炒(chao)，但实(shi)际行(xing)动很少的(de)固(gu)态(tai)电(dian)(dian)池(chi)好像在(zai)迎(ying)来(lai)新的(de)拐点。

如，多家主流媒体报道，中(zhong)国科学院金属研(yan)究所(suo)研(yan)发(fa)了一(yi)种(zhong)(zhong)新(xin)材料，解决固态(tai)电池界面阻抗大(da)、离子传输效率低的关键(jian)难题，推动(dong)固态(tai)电池商业化再进一(yi)步。种(zhong)(zhong)种(zhong)(zhong)迹象(xiang)似乎(hu)在(zai)证明，固态(tai)电池即(ji)将迈上落地快车道。

“ 01 ”

技术破局：多维突破点亮产业化曙光

固态电池(chi)，从未迎来如此密集的技术(shu)突破。

除了(le)上面(mian)(mian)提(ti)到(dao)的(de)(de)中国科(ke)学(xue)院金属研(yan)(yan)究(jiu)所研(yan)(yan)发(fa)的(de)(de)新材料，还有(you)其他技术也(ye)如雨后春笋般出现。近日，中国科(ke)学(xue)院物理研(yan)(yan)究(jiu)所黄学(xue)杰团(tuan)队(dui)在(zai)《自然-可持续发(fa)展》上发(fa)表了(le)全(quan)固态电池(chi)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)最新论文。连新华社也(ye)做了(le)报道，众多媒体转载。而这(zhei)项研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)核心(xin)在(zai)于，突破全(quan)固态电池(chi)的(de)(de)“固-固界面(mian)(mian)”难题。

据论文显示，这项(xiang)研究(jiu)可以(yi)使(shi)固态电(dian)池(chi)(chi)在(zai)充(chong)放电(dian)的时候(hou)形成一层DAI，最终(zhong)在(zai)低压甚至零外压下(xia)维持稳定循环。在(zai)电(dian)池(chi)(chi)脱离实验室环境的情况下(xia)，软包电(dian)池(chi)(chi)实现300次循环后容(rong)量(liang)仍(reng)高于70%，并支持5C级充(chong)放倍率。此外，清(qing)华大学张强教(jiao)授(shou)团队也有一项(xiang)固态电(dian)池(chi)(chi)电(dian)解质相关的研究(jiu)被《自然》（Nature）收录。

这些技术突破，集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)不(bu)同(tong)层面。如，固态(tai)电池的(de)核心痛(tong)点在(zai)(zai)于(yu)“固-固界面接触不(bu)良”——电极与电解质(zhi)的(de)物理间隙导致离子传输受阻，就像高速公(gong)路上的(de)收费站(zhan)。而中(zhong)国科学(xue)院(yuan)金(jin)属研(yan)究所的(de)创新在(zai)(zai)于(yu)重构材(cai)料(liao)基(ji)因：通(tong)过共价键将离子传输通(tong)道与储能单元集(ji)成在(zai)(zai)同(tong)一(yi)聚合物分子中(zhong)，使界面阻抗大幅降(jiang)低。

另一(yi)项关键(jian)突(tu)破，则(ze)来自硫(liu)化(hua)物体系。日本(ben)企业曾(ceng)因率先布局硫(liu)化(hua)物专利占据优势(shi)，但中国科学院(yuan)物理研究所黄学杰团队的“阴离子调控技术(shu)”实现了反(fan)超：在硫(liu)化(hua)物电(dian)(dian)解质(zhi)中引入(ru)碘离子，使其在电(dian)(dian)场作用下(xia)主动填充电(dian)(dian)极与电(dian)(dian)解质(zhi)间(jian)的微孔(kong)隙(xi)，形成紧密接触(chu)的富碘修复(fu)层。

这一技术直接解(jie)决(jue)了硫化物电(dian)池(chi)(chi)的两大死穴：一是(shi)(shi)摆脱对外部加压(ya)设备的依赖，使(shi)电(dian)池(chi)(chi)厚(hou)度大幅；二是(shi)(shi)提升高温稳定性。更重要的是(shi)(shi)，该工艺可兼容现(xian)有(you)锂(li)电(dian)生(sheng)产线，改造费用并不是(shi)(shi)很高。

清华大(da)学张强教授(shou)团(tuan)队则从(cong)电(dian)解质(zhi)材料入手，在锂电(dian)池(chi)聚合物电(dian)解质(zhi)研究领域(yu)取得重要进展(zhan)。张强团(tuan)队提出(chu)“富阴离子溶剂化结构”设计新策略，成功开发出(chu)一种新型(xing)含氟(fu)聚醚电(dian)解质(zhi)。该电(dian)解质(zhi)通(tong)过热(re)引(yin)发原(yuan)位聚合技术(shu)，有效增强了固态界面(mian)的物理接触与离子传导能力(li)，显(xian)著提升了锂电(dian)池(chi)的耐(nai)高压(ya)性能和界面(mian)稳定(ding)性。

据悉，采用该(gai)(gai)电解质组(zu)装的富(fu)锂(li)锰(meng)基聚合物电池，表现(xian)出一系列(lie)优(you)异的电化学性能——能量密度(du)实现(xian)跨越式提升，达到(dao)604Wh/kg，远超(chao)当下(xia)商业化电池。该(gai)(gai)电池在满充(chong)状态(tai)下(xia)顺利通过针刺与120摄氏(shi)度(du)热(re)箱（静置(zhi)6小时(shi)）安全测试，未出现(xian)燃烧或爆(bao)炸现(xian)象(xiang)，展现(xian)出优(you)异的安全性能。

种种技(ji)术突破无疑缩短(duan)了(le)商业化进程——界面(mian)技(ji)术解决了(le)“能不能用”的问(wen)题，自修复(fu)工(gong)艺(yi)攻克了(le)寿命短(duan)的难(nan)关……它(ta)们成(cheng)为固态电(dian)池落地的“加(jia)速器(qi)”与“减(jian)速带”。

“ 02 ”

商业化闯关，还得迈过这些坎

新(xin)能源汽车的(de)下一个出路，就落在固态电池上。

这是(shi)因为，锂(li)(li)电(dian)池和(he)磷酸(suan)铁锂(li)(li)电(dian)池都有着各(ge)自的缺点(dian)。如(ru)，自燃(ran)一(yi)直是(shi)锂(li)(li)电(dian)池的痛点(dian)，新能源车企通过(guo)各(ge)种严苛测试来提高安全性，却无法从(cong)根(gen)本上解(jie)决电(dian)解(jie)液易燃(ran)易爆(bao)的问题。

而据前瞻技术研(yan)究院发布的(de)《2024年中国固态电池报告》显(xian)示(shi)，液态锂(li)电池仍有(you)能量(liang)密度存(cun)在上线、锂(li)枝晶引起的(de)安全风险(xian)、SEI膜增厚影响(xiang)循环寿命、低温性(xing)能不足限制(zhi)场景应用等(deng)缺点。相比之下，固态电池由于较高理论能量(liang)密度和安全性(xing)，是最(zui)有(you)技术颠覆潜力、最(zui)具产(chan)业(ye)发展前景的(de)下一代(dai)电池技术。

此(ci)外，华金*券(quan)发布的《AI动力打(da)造固(gu)态电(dian)(dian)池发展新(xin)引擎》也指出，固(gu)态电(dian)(dian)池凭借(jie)突破性的能(neng)量密度(du)、本质安全特性和出色的低温(wen)性能(neng)，正(zheng)加(jia)速(su)取代传(chuan)统锂电(dian)(dian)成为(wei)下一代主流技(ji)术路线。而随着政策(ce)引导与资本加(jia)持双重驱动，产业化进程显著提速(su)。目(mu)前，国(guo)内(nei)固(gu)态电(dian)(dian)池已有/在建(jian)/规(gui)划产能(neng)达数百GWh。

但必须要(yao)看到的(de)(de)(de)是，固(gu)态(tai)电池的(de)(de)(de)全面(mian)商业(ye)化(hua)除了技(ji)术层面(mian)的(de)(de)(de)突破外，还(hai)得(de)迈过不(bu)少(shao)坎(kan)。首当其冲的(de)(de)(de)，自(zi)然是成(cheng)本问(wen)题。硫(liu)化(hua)锂是固(gu)态(tai)电池的(de)(de)(de)关键材料，也是推高成(cheng)本的(de)(de)(de)关键所在，其降本速度决定(ding)固(gu)态(tai)电池的(de)(de)(de)商业(ye)化(hua)量产进度。但现在硫(liu)化(hua)锂的(de)(de)(de)市场价高达300万元(yuan)/吨至(zhi)400万元(yuan)/吨，而碳酸(suan)锂的(de)(de)(de)市场价不(bu)足8万元(yuan)/吨，两(liang)者差(cha)距(ju)巨大。

按一辆车搭载80kWh电(dian)池(chi)计(ji)算，仅硫(liu)化锂成本(ben)(ben)就达6万元(yuan)(yuan)(yuan)，远超当前液态(tai)电(dian)池(chi)1.5万元(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)总成本(ben)(ben)。降(jiang)本(ben)(ben)的(de)(de)关键在(zai)于规模化——当硫(liu)化锂产(chan)能(neng)突破千吨(dun)级，成本(ben)(ben)有(you)望(wang)降(jiang)至50万元(yuan)(yuan)(yuan)/吨(dun)，但这需要至少3年时间。而《AI动力打(da)造固态(tai)电(dian)池(chi)发展新引擎(qing)》也指出，负(fu)极(ji)(ji)材(cai)料成本(ben)(ben)偏差最大，尤(you)其是硅碳负(fu)极(ji)(ji)所需涂覆的(de)(de)额外电(dian)解质导致成本(ben)(ben)高昂(ang)。可(ke)以说，固态(tai)电(dian)池(chi)在(zai)降(jiang)本(ben)(ben)方面，仍面临不(bu)小挑(tiao)战。

其次，是固态电(dian)池量产(chan)难度大。固态电(dian)池的技术虽(sui)然有所突破，但(dan)在商业化量产(chan)方面还存(cun)在不容忽视的挑战。比如被寄予厚(hou)望(wang)的硫(liu)化锂路线遇水有毒，因而对(dui)安全生(sheng)产(chan)提出(chu)了更高的标准，需要在惰性气(qi)体环境下(xia)生(sheng)产(chan)，不利于大规模(mo)生(sheng)产(chan)。

具(ju)体来看，固态电池遇到的量(liang)(liang)产(chan)挑战，在于两方面——技术上，当前固态电池工艺尚未成熟，其发展亟需解决三(san)个(ge)核心科(ke)学问题，即固态电解质的离(li)子输(shu)运机制、锂枝晶生(sheng)长机制和多场(chang)耦合下的失(shi)效(xiao)失(shi)控机制；成本上，部分(fen)材料售价昂贵，阻(zu)碍固态电池的量(liang)(liang)产(chan)。

最后，应用场景(jing)的(de)(de)错位(wei)困(kun)境。当(dang)前，固(gu)(gu)态(tai)电池的(de)(de)主(zhu)要订单来(lai)自(zi)低空飞行器、人形机器人等低成(cheng)本敏感度(du)领域，它们(men)对能量密度(du)的(de)(de)需求远高于成(cheng)本考量。但(dan)新能源汽车(che)用户(hu)对价格(ge)，极为敏感。这(zhei)也就意(yi)味(wei)着(zhe)，固(gu)(gu)态(tai)电池虽然(ran)应用前景(jing)广阔，但(dan)要从细分场景(jing)走(zou)入主(zhu)流场景(jing)，还有(you)相当(dang)长一(yi)段路要走(zou)。

想要(yao)(yao)迈(mai)过这(zhei)些(xie)坎(kan)，需要(yao)(yao)多管齐下。比(bi)如在材(cai)料(liao)(liao)端(duan)，通过技术创新开发(fa)硫化物替代材(cai)料(liao)(liao)；在制造端(duan)，推动设(she)备商与电(dian)池企业联合开发(fa)专用产线；在政策端(duan)，需设(she)立专项(xiang)基(ji)金支(zhi)持产能建设(she)，对固态电(dian)池产线给(ji)予一定的投资(zi)补(bu)贴。

“ 03 ”

写在最后

固(gu)态电池(chi)的竞争，本(ben)(ben)质是一(yi)场技术(shu)、资本(ben)(ben)与产业(ye)链话(hua)语(yu)权的终极较量。未来数年(nian)，行业(ye)将经历“技术(shu)验(yan)证—成本(ben)(ben)下探—场景破局”的三重跃(yue)迁(qian)。

技术突破，就(jiu)像给固(gu)态电(dian)池(chi)的(de)(de)商(shang)业(ye)化(hua)(hua)引擎点(dian)燃了(le)火花。但要让这(zhei)团火燎原(yuan)，还需(xu)跨(kua)越材(cai)料、工(gong)艺、市场等(deng)(deng)多重(zhong)沟壑。接下来数年的(de)(de)发展(zhan)，或将成为固(gu)态电(dian)池(chi)落地的(de)(de)关(guan)键时(shi)间节点(dian)。当量产车驶下生产线，当硫化(hua)(hua)锂(li)成本(ben)变得更(geng)低(di)等(deng)(deng)，固(gu)态电(dian)池(chi)将真正(zheng)从实验(yan)室珍品变为市场主(zhu)流。

值(zhi)得欣(xin)慰的是，这场(chang)关乎能源革命走向的竞赛，中国(guo)已(yi)在技术(shu)路线上(shang)抢占先机，接下(xia)来的产(chan)(chan)业(ye)链协同与成本控制，将决定最终的胜负归属。同时，固(gu)态电(dian)池的未来图景(jing)已(yi)然清晰。在国(guo)家(jia)政策的强(qiang)力(li)支持下(xia)，产(chan)(chan)业(ye)链各环节企业(ye)相继发(fa)布全固(gu)态电(dian)池技术(shu)解决方案。再加上(shang)出行应用场(chang)景(jing)的需求(qiu)催(cui)化持续释(shi)放等，多重利好叠加下(xia)，固(gu)态电(dian)池产(chan)(chan)业(ye)化进程有望提(ti)前加速。

技术突破不是终点(dian)，而是新的起点(dian)。当(dang)实验室的创新真正走进寻常百(bai)姓家(jia)，固(gu)态电池才能被视为(wei)真正的成功。