07:科技总第8006期 >2025-11-14编印

固态电池:从实验室突破到产业化攻坚
刊发日期:2025-11-14 阅读次数: 作者:  语音阅读:

全固态锂电池被誉为储能“圣杯”,当前硫化物(日韩主导,离子电导率高)、氧化物(国内布局,稳定性好)、聚合物(技术突破,加工性优)三条路线竞争激烈。其长期受困于实用化难题,而实验室创新正带来突破契机。

清华大学张强团队研发的新型含氟聚醚电解质,使固态电池能量密度达604瓦时/千克,较商用电瓶提升近3倍。政策层面,八部门《新型储能制造业高质量发展行动方案》已将固态电池列为锂电池发展重点,并明确加强技术标准布局。

三条路线各展所长,竞争与突破并存

西电李思吾指出,硫化物路线性能上限共识度高,其电解质电导率接近液态。日本丰田拥约1300项专利,计划2027—2028年推出相关电动车;宁德时代、比亚迪等国内企业也将其列为核心攻关方向。

氧化物路线以稳定性见长,国轩高科等企业正推进产业化。其准固态电池与现有产线兼容度约90%,计划2028年推出基于复合氧化物、聚合物电解质的全固态电池。

聚合物路线潜力凸显,张强团队的新型电解质解决了界面难题,兼具高能量密度与安全性。西安交大徐友龙认为,该路线工艺兼容度高、界面问题易解,产业化潜力最大。

产业化关山重重,“完美样品”难落地

实验室成果转化面临多重挑战。李思吾表示,“固—固界面”是核心瓶颈:固态电池电解质与电极接触面缝隙多,离子传输受阻,良率远低于液态电池。

界面失效问题突出:0.1安时电池循环超1000圈,放大至100安时寿命即“腰斩”;硫化物电解质从克级放大到公斤级,电导率降30%—50%。成本随之高企,达400—800美元/千瓦时,是液态电池的3—5倍。

制造与安全亦存短板:产线兼容度不足50%,需巨额新设备投入;硫化物电解质200℃以上易剧烈放热,热失控风险更高。高小兵预测,2027年仅能试产,“高端全固态、主流半固态”格局将持续2—10年。

多路径破局:产业化是场“马拉松”

产业界正从多元场景突破:北京纯锂新能源聚焦两轮车与储能,采用聚合物体系,已量产交付;鹏辉能源将半固态电池用于高端移动电源,实现商业化落地。

高小兵建议发力低空经济、人形机器人等领域,GGII预测2030年人形机器人电池需求超100吉瓦时,这类高性能、低价格敏感度场景是绝佳“孵化器”。

产学研协同成关键:2024年成立的全固态电池创新平台正攻坚共性难题,多地设专项基金支持。徐友龙建议建开放中试平台,加速技术工程化验证。

高小兵强调,产业化是“马拉松”,固态电池将“渐进式替代”液态电池。政策需兼顾前沿突破与现有产业链稳定,助力其稳步普及。

来源:科技日报