（世界動力電池大會現場，宜賓市委宣傳部供圖）

“研究全固態電池的關鍵在于材料，還有就是化學體系，最難搞的是顆粒與顆粒間的離子傳輸問題。目前寧德時代的全固態電池還在試驗階段，做出了一些小器件在驗證，還沒法進行全面評估。”9月1日-2日，2024世界動力電池大會在四川宜賓召開，從展會到論壇，包括寧德時代及其董事長曾毓群在內，固態電池被聚焦、被討論，占據絕對C位。

隨著現有液態鋰離子電池密度已接近理論極限，產業鏈上均加速布局新一代電池技術，這其中，固態電池因高安全性和高能量密度而被重點押注。

然而，就在現場走訪觀察，目前固態電池的技術路線“百花齊放”，但依然都處于實驗室階段，各技術路線目前都存在固體電解質和電池材料更新等共性難點，降本依然是產業化需要解決的核心問題。

業內普遍認為，在各方研發攻關下，固態電池可能在3C或eVOTL領域率先應用，但首先得解決低壓力運行的問題；到2027年或更久一點，有望實現在整車上的小規模驗證；到2030-2035年，快充性能和電池成本達到一定的競爭力，特別在高性能車上有一定競爭力，應用規模才會逐漸擴大。

技術路線“百花齊放”

在展會現場，多家企業均展示了其固態/半固態產品。歐陽明高院士工作站展示的是高安全固態電池，實際也是半固態電池，成品容量110Ah，能量密度363Wh/kg，循環次數為1200，預計明年將實現4GWh的量產。

東馳新能源展示的是半固態磷酸鐵鋰電池，目前公司已投產一條中試線，年產能500MWh。車企方面，廣汽埃安展出了此前發布的處于小試階段的昊鉑全固態電池樣品，東風集團則推出一款電芯能量密度高達405Wh/kg的半固態電池。

此外，沃飛長空展區也十分火爆，其展出的AE200是一型5-6座級傾轉旋翼純電動垂直起降有人駕駛載人eVTOL，據展臺工作人員介紹，該飛行器在實驗過程中已開始使用半固態電池。

（沃飛長空飛行器展示，拍攝）

注意到，當前推出的固態電池產品實際都是半固態電池，但半固態電池既沒有統一的名字，也沒有統一的標準，固液混合、半固態、準固態的概念層出不窮，還處于比較粗放的階段。展區內一生產半/固態電池關鍵材料企業的負責人告訴，“這是因為目前處于過渡階段，各家采取的技術路線不同，全固態電池則仍在研發攻關階段，很難有統一的標準。”

中南大學冶金學院副院長劉芳洋介紹，目前固態電池基于電解質的劃分，主要有硫化物、聚合物、氧化物，當然還有鹵化物和其他的，學術上還有很多新的電解質體系。“目前來講，固態電池技術是百花齊放，各個路線都在往前走。”

但各技術路線均存在技術和材料上難題，劉芳洋就坦言，每一類都有自己的優點，也有自己的不足，最終就是看綜合性能：聚合物加工性能比較好，跟原來產線相對兼容，搞了多年、學術文章發了很多，但離子電導率確實很難大幅度提升；氧化物離子電導率高一兩個性能，但是硬碰硬怎么樣接觸的問題始終未解，如果能找到冷壓情況下能夠變形、能與正極很好接觸的材料也很好；硫化物存在穩定性窗口的問題，我們課題組跟恩捷股份合作做出硫化物固態電池樣品，能夠實現一定性能的展示，但除了高溫性能和安全性能好，其他性能確實比不上液態，好在這只是一個開始，后續還需要過程；還有鹵化物這個材料也非常有特點，跟高電壓正極比較兼容，將來有可能跟硫化物配合在一起放在正極側，負極側用硫化物。

天原集團常務副總經理、宜賓鋰寶董事長兼總經理王政強也提到，全球都在開展固態電池技術研發，日本在研發液態電池的時候同步開展固態電池的研發，可能日本走在最前，但現在全球的技術還是存在很大缺陷：第一是界面穩定性，核心物質和固態電解質接觸界面穩定性不夠；第二是物理接觸不好，因為固態電解質和固態活性材料界面接觸不好；第三是固態電解質大多數離子電導率還是比液態電解質低很多，這也是固態電池技術研發和改進的重要方向。

核心仍是降本

如是所言，技術路線“百花齊放”，各大企業均加速布局具備高安全、高導特征的固態電解質以及相適應的正負極材料，但要實現商業化應用，除了技術攻關和材料性能提升外，關鍵還在降本。

“原材料其實都不貴，但要做成固態電池就貴了，畢竟現在固態電池的產業鏈還未形成規模，沒有批量生產的設備。比如，生產材料的濕度要控制在一個極低的水平，或電解質需要在一種惰性氣體氛圍下才能制備，這就要求比較高的成本。”歐陽明高院士工作站董事長兼總經理華劍鋒告訴，目前其團隊很大一部分精力就是在降成本。一方面，通過核心工藝降低關鍵材料的成本；另一方面，在宜賓落地固態電池產業基地，與當地產業、企業協同以實現降本。

北京衛藍新能源科技股份有限公司董事長俞會根也向表示，“原材料金屬的價格不貴，主要是工藝成本比較高。當下整個產業鏈量沒有起來的時候，它的成本相對會比較高。”

基于當前的成本偏高，業內普遍認為，固態電池的應用或先在3C或eVOTL領域。廣汽埃安新能源汽車股份有限公司電池研發部負責人李進談到：“3C對價格成本不那么敏感，而且都是小容量小尺寸的，對于做前期固態電池產品開發來說相對容易一些。”

長安汽車先進電池研究院副總經理、深藍汽車動力開發副總經理杜長虹也說，國內這一輪調研下來之后，面向商品化的全固態電池還不能實現從材料到電芯到工藝的全流程，而且受制于這些方面，可能全固態優先會在深空、深海、無人機等領域實現。

但李進強調，3C也需要解決固態電池低壓力下運行的問題，且3C這種應用場景可能沒有空間去做結構的優化，需要電芯本身的性能要達到這個水平。只有解決了低壓力下運行的問題，才能更廣泛的去應用。

2030年或是商業化關鍵節點

“寧德時代的全固態電池研究已經花了7、8年時間，一直在尋求突破。”曾毓群坦言，如果用技術和制造成熟度1到9作為評價體系，寧德時代的全固態電池研發目前處于‘4’的水平。其進一步表示，根據公司自身研發進展及全世界全固態電池發展情況來看，寧德時代應該是領先一大步。

“頭羊”尚處于研發階段，全固態電池的產業化、商業化時間表備受關注。目前，2027年和2030年基本是行業公認的關鍵節點，但這個時點是一個時間段，而不是一個絕對的時間點。

“最早是從豐田、三星提出了2027年，我們國內有這種大項目是2027年，到目前公司節點是2027年，所以2027年變成了我們必須完成的一個節點。”四川新能源汽車創新中心固態電池與新材料中心主任朱高龍解釋了2027年作為全固態電池重要節點的由來。

在其看來，全固態電池是有可能在2027年實現局部地區小范圍產品化應用的。但其同時強調，2027年只是一個初級階段，在這個階段，整個電池首先規模小、成本肯定下不來，硫化物體系本來是高鋰鹽體系，肯定成本更高，成本下不來的話，只會有小量的市場。

李進指出，2027年實現全固態電池的裝車是比較有挑戰的。整體來說，固態電池在關鍵材料、可以滿足車規級要求的大容量大尺寸的這種全固態電池的設計，包括工藝還有裝備的開發，以及怎么去解決界面的問題、適用于全固態電池的整包的電池系統的設計等等諸多課題，至少還需要2年時間去做，至少要達到我們現在對整車電池需求——最基本達到1000周的循環，同時做電池集成的時候不能在很大的面下去運行，至少要做到3兆帕以下的壓力甚至更低，才能適應整體電池包的設計和整車的需求。“大概2年的時間去走通這個技術路徑后，實際上車還需大概有1年時間去跑整車驗證，還有夏季標定、耐久驗證等。”

劉芳洋持雷同的觀點，可能從2027年起，整個示范可以先把電池先裝到車上，然后電池性能提升一致性保障，到了2030年以后，最開始單輛車的驗證、然后到小規模的、再到大批量應用。

俞會根則相對樂觀，其表示：“我們公司的硫化物固態電池今年是有銷售額的，復合全固態今年會完成A樣，到明年這個時候，應該在市場上能買到我們的產品。到2027年，大幾百輛上千輛的車裝全固態電池在路上跑我覺得完全可能。”

但其也表示，現在的全固態電池還是比較初期的，現在做的都是10安時這個級別的，還沒有做到50安時或者100安時，汽車上更大的200安時這個級別難度確實非常大。

“固態電池急不得，要一步一步來，一次性做出來的就只能是一個樣品，只能供參觀用，供做廣告用，供領導視察用，這是沒有意義的。”中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高認為，電池不是一天就可以被顛覆的，企業做固態電池欲速則不達，循序漸進是最快的速度，先解決電解質問題，然后解決負極問題，再解決正極問題。最開始固態電池能量密度可能沒有想象中高，但是可以提高電池安全性、簡化熱管理，我們的最終目標還是要在2030年實現固態電池的大規模產業化。（作者｜蘇啟桃）