中國粉體網訊 近年來,固態電池熱度持續提升,其發展得益于政策支持、科研突破、企業布局及市場需求的共同推動,已成為下一代動力電池的核心方向。電池產業鏈上下游企業,紛紛將目光瞄準固態電池,更有多家企業跨行押注固態電池。
首先,我們先了解什么是固態電池?
固態電池的工作原理與液態鋰電池相似,固態電池主要由正極、負極以及固態電解質組成,最本質區別是將液態電池的電解液與隔膜替換成固態電解質。
中國汽車工程學會發布的《全固態電池判定方法》(T/CSAE 434-2025),首次明確了“全固態電池”定義,要求離子傳遞完全通過固體電解質實現,與混合固液電解質電池形成嚴格技術分界。該標準通過測算液態物質含量來判定全固態電池,為全固態電池及混合固液電池提供界定方法。按照標準的規定,被測樣品通過破口目視檢測(無液體滲出)定性排除顯性液態殘留,再通過120℃真空干燥6小時后的失重率<1%的定量檢測(失重率是指在特定條件下,樣品失去的質量與初始質量的比值),則判定為全固態電池。
根據電解質的不同,固態電解質主要可分為聚合物固態電解質和無機固態電解質。聚合物固態電解質的代表性體系是聚環氧乙烷(PEO),其在離子傳導性和柔韌性方面表現良好。而無機固態電解質則包括氧化物、硫化物和鹵化物等不同類型,這些材料通常具有更高的離子導電性和更好的熱穩定性,適用于高性能固態電池的應用。
從產業鏈來看,固態電池產業鏈上游為基礎材料及設備,包括原材料礦產、電芯材料以及生產設備;中游為電池包加工制備,包括電池封裝集成、電源管理系統方案設計;下游為應用領域,包括新能源汽車、消費電子、儲能、電動工具等。
其次,我們再了解固態電池的可行性。
目前,行業討論比較多的是材料體系的難題。電芯制造的難題主要是如何匹配現有液態電池產線,如何打通全固態電池工藝路線,如何提升全固態電池制造良率等。產品應用的難題則表現在如何為電芯提供足夠的緊力,如何調整熱管理系統及策略,以及如何提高質量/體積成組率等。另外,研發全固態電池最終要走向商業化,這意味著電池不僅要性能出色,經濟性更要突出,然而固態電池的經濟性還不樂觀。
目前,在全固態電池領域有多條技術路線齊頭并進,然而,各路線當下都有難以克服的難題。哪條路線會最終突出重圍?或者有沒有更好的方式充分利用現有的技術路線成果?
氧化物路線的量產能力、空氣穩定性較高,但是接觸電阻、對鋰穩定性都比較弱;聚合物路線界面接觸較好,也容易加工,但其導電率、穩定性等難題需要攻克;鹵化物的界面接觸性也比較好,但電化學穩定性需要解決,加工難度大;硫化物路線是目前國內外比較看好的路線,具有高離子電導率、良好的界面相容性,但其安全性及成本等問題一直是困擾其發展的難題。
中國科學院青島生物能源與過程研究所研究員崔光磊認為,固態電池的任何一種材料體系都存在短板,體系融合是電解質性能提升的必然選擇,復合路線正成為行業統一的探索方向。
在難題攻克方面,南都電源通過電解質三明治結構設計和電極表面原位成膜技術,大幅改善了固態電解質與電極的界面接觸性能,降低電芯內阻,破解“固固界面”難題,有效提升了全固態電池的循環壽命、倍率性能等;馬騁教授開發了一種新型硫化物固態電解質,實現了其它硫化物固態電解質所無法達到的極其低廉、適合商業化的成本;崔光磊研究員采用復合路線,固態電解質電導率得到提升,實現室溫60℃~100℃下1500C的高倍率性能……
對于固態電池的量產,業內專家學者、企業等都是有信心的。中國科學院院士歐陽明高曾表示,2025年年底或者明年,全固態電池應該會有一些裝車的測試,2027年應該規模就會比較大了,但是它還處在裝車示范驗證的階段,到2030年之前,應該會形成量產化產品。
最后,我們看一看固態電池的發展現狀。
在國家政策鼓勵發展的背景下,市場上涌現出一批具有強大創新能力和高技術水平的企業,這些企業在技術研發、生產工藝改進和市場拓展方面取得了顯著成效。從固態電池的專利數量來看,長安汽車、寧德時代和廣汽集團目前在行業中處于領先地位。這些企業的積極創新和技術積累,為新能源汽車的進一步發展奠定了堅實的基礎。
據行業相關人士透露,2025年1-4月,國內固態電池行業的擴產規劃規模已超過50GWh,擬投資總額約150億元。產品端,行業內大容量(50Ah以上)全固態電芯逐步通過研發測試,后續中試及裝車測試將陸續展開。行業全固態電池有望于2025年年底實現產品定型,2026年逐步驗車測試,2027年產業鏈進入規模化降本階段。
近期,多家企業密集宣布訂單簽約或量產進度,更有固態電池量產線建成并投入生產的消息。僅在2025年CIBF展會上,就有超過30家企業發布了固態電池新品或品牌。
相關數據顯示,截至2025年4月,固態電池產業鏈相關企業數量已超過280家,累計規劃產能突破450GWh,這意味著產業生態初具規模。
信息來源:
固態電池研發走向多路線融合.中國汽車報
固態電池量產計劃密集發布,產業化進程提速.證券日報
固態電池研發面臨多重技術考驗.經濟參考報
《全固態電池判定方法》.中國汽車工程學會
(中國粉體網編輯整理/蘇簡)
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