2月24日，梅賽德斯-奔馳開啟全固態電池路測，此次測試車搭載的固態電池能量密度達到450瓦時/千克。作為最具潛力的“下一代動力電池”，固態電池行業不斷升溫，多家企業密集更新量產時間表。
在日前舉行的2025中國全固態電池產學研協同創新平臺年會上，中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高預計，“全固態電池2027年開始裝車驗證，真正形成規模可能需要5年到10年時間，預計2030年實現量產”。
掀起爭搶研制熱潮
固態電池并非一項全新技術。
豐田汽車早在2006年便已開展固態電池研發工作，近期宣布將于2026年小批量試產，2030年后將大規模生產；本田汽車宣布2025年1月起試生產純電動汽車全固態電池；日產計劃今年開始在橫濱工廠試生產固態電池，到2028年推出配備全固態電池的電動汽車。
在固態電池上搶跑的日系車企，已然靠近量產的邊界。形勢緊迫，國內電池制造商和汽車企業紛紛啟動加速模式。
寧德時代2024年公布3項固態電池專利，并且透露了“2027年小規模量產全固態電池”的時間表。據了解，寧德時代已建成全固態電池中試生產線，正進行工藝優化與產品驗證，若能在這一階段解決安全和性能難題，接下來就能進入生產技術探索階段。
華為在去年年底公布了一項最新硫化物固態電池專利，名稱為《摻雜硫化物材料及其制備方法、鋰離子電池》。歐陽明高表示，“2024年是中國全固態電池的里程碑年份，去年下半年以來，我國申請的全固態電池專利數量快速增長”。
比亞迪鋰電池有限公司首席技術官孫華軍介紹，比亞迪2013年開始全固態電池研發，已啟動固態電池產業化可行性驗證，涵蓋關鍵材料技術攻堅、電芯系統開發和產線建設。預計2027年啟動全固態電池批量示范裝車應用，2030年后實現大規模商業化落地。
新能源車企也在緊追慢趕。廣汽埃安宣布將在2026年實現全固態電池量產裝車，率先搭載于旗下高端品牌昊鉑；奇瑞汽車計劃在2026年實現全固態電池上車，2027年規模化量產；上汽集團宣稱2026年全固態電池實現量產交付，2027年搭載全固態電池的智己新車實現量產交付；長安汽車計劃到2030年推出液態、半固態、固態等8款自研電芯。
隨著固態電池風口漸盛，越來越多企業開始“上桌”。一汽集團首席科學家兼研發總院(科技創新管理部)高端汽車集成與控制全國重點實驗室主任王德平說，經過近幾年發展，我國全固態電池關鍵技術研發取得突破，目前正處于原型樣機階段。能量密度達400瓦時/千克的全固態電池，有望在未來2年至3年內實現小批量裝車應用。
技術路線逐漸聚焦
固態電池之所以至今未成為主流技術方案，并非企業們“不想做”，而是“做不到”。固態電池采用全新結構和材料，其生產工藝、材料體系更加復雜，成本也高出不少。
“固態電池的研究已取得重要進展，但還需解決諸多基礎科學問題和工程技術難題。”中國科學院院士、中國全固態電池產學研協同創新平臺專家委員會副主任孫世剛分析，挑戰主要來自如何進一步提升固態電解質的離子導電率、與鋰金屬和高比能電極材料的匹配性，并構筑相容穩定的固固界面。在材料方面，尋找合適的固態電解質是關鍵。理想狀態下的固態電解質需要具備高離子電導率、良好的化學穩定性及機械強度。另外，界面問題也是不容忽視的一環。固態電池中電極與電解質之間的界面接觸不良會導致電池內阻增加，影響電池的整體性能。
除了技術和工藝外，成本高的問題同樣限制了固態電池大規模應用。當前，液態鋰離子電池單體成本為每瓦時0.5元左右。固態電池在沒有大規模量產的前提下，成本相對較高，材料成本每瓦時在2元以上。一個100千瓦時的電池包僅材料成本已經超過20萬元，遠高于現有液態電池。
目前，固態電池領域技術路徑多元。其中，聚合物固態電池、氧化物固態電池以及硫化物固態電池是三大主流技術路線。
“從全球范圍來看，全固態電池研制逐漸聚焦到硫化物技術路線上，投入持續增加。”歐陽明高建議，全固態電池的技術路線要聚焦以硫化物電解質為主體電解質，匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線，以比能量每公斤400瓦時、循環壽命1000次以上為性能目標，確保2027年實現轎車小批量裝車。
“在硫化物固態電解質方面，國內眾多企業已經擁有了小批量供應能力，還需要重點攻克大規模生產工藝。”歐陽明高說。
智能應用驅動創新
當前，正值全球人工智能技術快速迭代關鍵時期，大語言模型和科學智能結合，升級研發平臺，成為全固態電池關鍵材料體系創新與構建的加速器。
傳統實驗室研發流程中存在時間、物料、電能和人力浪費問題。蘇州易來科得科技有限公司首席執行官陳新虹說，公司正在經歷從實驗試錯到智能自動設計的變革。今年電池設計效率將提升2倍至5倍，智能設計將再提升兩個數量級。
寧德時代新能源科技股份有限公司研發總裁歐陽楚英介紹，公司從系統維度進行創新，通過多尺度集成仿真將材料、電芯和系統設計耦合優化，實現正向與逆向設計反饋，提升產品性能。“公司基于應用經驗構建物理圖像，從工程問題中提煉科學問題，并借助AI和實驗形成閉環。”
“以前電池材料研發以試錯型為主，耗費大量人力，周期長、效率低。現在人工智能改變了以前的研發模式。”歐陽明高說，現在已實現全過程自動材料設計，比如自動化的實驗、表征、仿真、制備，實現全流程智能化。
借助人工智能技術，對海量數據進行深度挖掘和分析，為固態電池的研發工作提供了便利。歐陽明高介紹，全固態電池AI大模型，提供各類專家智能體與智能設計工具，實現材料體系智能匹配、設計參數、智能選優、制備工藝、智能推薦等研發服務，可以讓電池研發效率提升1個至2個數量級，節省70%至80%的研發費用。
全固態電池是下一代電池技術競爭的關鍵制高點。可以預見，在人工智能驅動下，研發模式的變革，必將加速全固態電池在關鍵技術、成本、量產應用等方面的突破。(本報記者 劉瑾 潘卓然)
來源：經濟日報