冬季新能源汽車?yán)m(xù)航大幅縮水、安全事故頻發(fā)，讓杭州的消費者小陳在換車時猶豫不決，這其實也是眾多潛在購車者共同的擔(dān)憂。不過，近日固態(tài)電池技術(shù)的突破，似乎為新能源汽車產(chǎn)業(yè)帶來了新的曙光。

據(jù)央視報道，廣汽集團已建成國內(nèi)首條大容量全固態(tài)電池生產(chǎn)線，目前正在進(jìn)行小批量試產(chǎn)。固態(tài)電池被業(yè)界譽為“電池圣杯”，這項技術(shù)正加速從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，有望解決新能源汽車在續(xù)航和安全方面的核心難題。不僅如此，固態(tài)電池還被視為低空經(jīng)濟和人工智能革命的“能源密碼”，一旦大規(guī)模量產(chǎn)，無人機、機器人等產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉砣碌陌l(fā)展階段。

然而，在固態(tài)電池?zé)岢钡谋澈螅孕枥潇o看待。當(dāng)前所謂的“量產(chǎn)”，大多還處于中試階段，成本高昂，技術(shù)難點尚未完全攻克。從實驗室的“藍(lán)圖”到真正應(yīng)用于汽車、無人機等設(shè)備，固態(tài)電池還有一段艱難的路要走，產(chǎn)業(yè)界和科研界正圍繞時間、成本和科學(xué)規(guī)律展開深入探討。

固態(tài)電池為何被寄予厚望？在臺州黃巖，總投資52億元的清陶能源固態(tài)電池項目正在緊張建設(shè)，預(yù)計明年建成后將形成10GWh的年產(chǎn)能。臺州清陶能源科技有限公司總經(jīng)理馬健男表示，固態(tài)電池的快速崛起，源于對傳統(tǒng)鋰電池痛點的精準(zhǔn)突破。與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池在能量密度、安全性能和循環(huán)壽命上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

清陶能源研發(fā)的固態(tài)電池具有顯著優(yōu)勢：實測續(xù)航突破1000公里，工作溫度范圍擴大至-40°C至120°C，在穿刺、擠壓等極端情況下不會起火爆炸，電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)3000次以上。按每年行駛2萬公里計算，其使用壽命可超過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)院教授范修林用形象的比喻解釋了固態(tài)電池性能提升的原理：傳統(tǒng)鋰電池內(nèi)部像“流動的化學(xué)工廠”，鋰離子在液態(tài)電解液中移動完成充放電，但電解液怕冷怕撞，限制了性能；而固態(tài)電解質(zhì)取代液體電解質(zhì)后，能量傳輸從“乘船渡河”變成了“陸路疾馳”。

一系列性能優(yōu)勢使固態(tài)電池成為動力電池的“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，近四年國內(nèi)規(guī)劃的固態(tài)電池產(chǎn)能已超過450GWh，實際投產(chǎn)超過25GWh。預(yù)計到2030年，全球固態(tài)電池市場規(guī)模將達(dá)到1163億元，其中中國市場將占據(jù)182.3億元。

在這場技術(shù)革新中，不同的電解質(zhì)技術(shù)路線各有特點。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)、柔韌等特性見長。三條技術(shù)路線齊頭并進(jìn)，共同推動固態(tài)電池加速進(jìn)入生產(chǎn)線。今年以來，億緯鋰能、國軒高科等頭部電池企業(yè)的中試線建設(shè)取得積極進(jìn)展，寧德時代、比亞迪等行業(yè)龍頭也已啟動半固態(tài)電池裝車測試。在這場產(chǎn)業(yè)競賽中，浙江多地正積極搶抓機遇。

今年6月，瑞固（衢州）新材料科技有限公司的硫化物固體電解質(zhì)項目正式點火投產(chǎn)，標(biāo)志著衢州固態(tài)電池核心材料實現(xiàn)量產(chǎn)。該項目負(fù)責(zé)人王粲沖是一位分子工程博士，2017年，當(dāng)很多人對固態(tài)電池還持觀望態(tài)度時，他就已專注于硫化物電解質(zhì)的研發(fā)。他堅定地看好硫化物電解質(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，是因為當(dāng)?shù)赝晟频幕ぎa(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和優(yōu)質(zhì)的營商環(huán)境。“從項目奠基到投產(chǎn)，僅用了一年時間，我切實感受到了‘浙江效率’。”王粲沖說。目前，瑞固新材已實現(xiàn)百噸級產(chǎn)線的穩(wěn)定投產(chǎn)，可生產(chǎn)4大系列17種電解質(zhì)材料，預(yù)計到2028年產(chǎn)能將達(dá)到數(shù)千噸級別。

盡管核心技術(shù)不斷突破，產(chǎn)業(yè)熱情高漲，但固態(tài)電池從實驗室走向生產(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)”大多仍處于中試階段，距離真正的商業(yè)化落地還有距離。在去年的世界動力電池大會上，寧德時代董事長曾毓群用1至9的數(shù)字序列比喻技術(shù)成熟度，他認(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驗驗證的關(guān)鍵階段。范修林也表示，從實驗室性能到規(guī)模化、低成本、高可靠產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化之路，固態(tài)電池要實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，仍面臨基礎(chǔ)研究與工程化的雙重挑戰(zhàn)。

成本高企是首要難題。雖然固態(tài)電池技術(shù)路線多樣，但由于整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小，原材料成本是一大考驗。以瑞固新材專注的硫化物電解質(zhì)路線為例，主材硫化鋰占直接材料成本的60%–80%，其價格走勢直接決定電解質(zhì)總成本。而清陶能源選擇的“有機/無機復(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)劑等核心材料價格的影響。中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼在前不久的2025世界動力電池大會上表示，目前全固態(tài)電池進(jìn)入研發(fā)和中試階段，需持續(xù)加強關(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)要求較高。以硫化物電解質(zhì)為例，其對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。同時，驗證體系與標(biāo)準(zhǔn)也有待完善。固態(tài)電池要實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，還需通過嚴(yán)格的技術(shù)驗證、法規(guī)認(rèn)證、成本考核以及全生命周期可靠性測試，市場對新技術(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，實現(xiàn)產(chǎn)品粒徑更小、更均一，既推動了生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴大，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)線正從百噸級向千噸級乃至更高規(guī)模邁進(jìn)。

固態(tài)電池的前景不僅限于新能源汽車。在低空經(jīng)濟領(lǐng)域，目前受限于液態(tài)電池的能量密度，多數(shù)無人機續(xù)航僅約30分鐘，難以實現(xiàn)商業(yè)化運營。而固態(tài)電池有望將其續(xù)航提升至1小時以上，載重能力增加20%，從而推動“空中出租車”從概念走向現(xiàn)實。此前，國內(nèi)eVTOL（電動垂直起降飛行器）領(lǐng)軍企業(yè)億航智能已戰(zhàn)略投資固態(tài)電池公司，寧德時代也與峰飛航空合作，共同開發(fā)航空級電池。京東集團創(chuàng)始人劉強東曾表示，無人機、機器人等主要受限于電池，一旦高密度固態(tài)電池實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，機器人產(chǎn)業(yè)將迎來飛速增長。

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：豐田計劃于2027年推出全固態(tài)電池電動車，宣稱續(xù)航可達(dá)1200公里，充電僅需10分鐘；寶馬計劃在2025年推出測試車，目標(biāo)2030年前量產(chǎn)；國內(nèi)的長安汽車也規(guī)劃在2025年推出功能樣車，2026年完成裝車驗證，2027年逐步量產(chǎn)。王粲沖表示，此前行業(yè)普遍預(yù)期2030年實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但隨著技術(shù)加速，這一節(jié)點可能提前至2027–2028年。固態(tài)電池應(yīng)用前期將聚焦高附加值場景，再逐步向大眾市場滲透，以規(guī)避與液態(tài)電池的直接成本競爭，同時為技術(shù)完善爭取時間，但固態(tài)電池并不會馬上取代傳統(tǒng)鋰電池。

清陶能源制定了“三步走”計劃：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年后實現(xiàn)全面普及，屆時全固態(tài)電池將成為新能源汽車的主流配置。不過，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，從個人從事全固態(tài)電池研究的經(jīng)驗來看，對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，半固態(tài)電池可能率先在特定場景中試點應(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，在低空經(jīng)濟、機器人等對能量密度和安全性要求更高的領(lǐng)域，全面應(yīng)用的時間可能更長。