?續航更長、“體(ti) 重”更輕、安全性更強、循環壽命更長……固態電池好處很多。和傳(chuan) 統電池電芯采用液態電解質和隔膜不同，固態電池電芯用的是固態電解質。近年來，市場對高性能電池的需求日益增加，作為(wei) 下一代電池技術的“明星”，固態電池賽道吸引了大量資金和技術投入，商業(ye) 化進程不斷提速。

目前固態電池研發取得了哪些突破？距離量產(chan) 還有多遠？難點在哪？記者探訪相關(guan) 企業(ye) 機構，了解固態電池的發展故事。

　　優(you) 勢多 前景廣

　　“準備就緒，起飛，開始計時！”飛速旋轉的螺旋槳撥弄著風聲，一架白色塗裝的飛行器垂直衝(chong) 上雲(yun) 霄，視野裏的樹木、道路、場地越來越小。

　　在飛行測試基地，搭載“獵鷹”鋰金屬固態電池的電動垂直起降飛行器（eVTOL）億(yi) 航EH216按照既定路線完成高功率起飛、巡航、懸停等動作後，緩緩降落在地麵上。

　　48分10秒！機艙屏幕上的時間，定格了一個(ge) 新紀錄。深圳欣界能源科技有限公司（以下簡稱“欣界能源”）總裁孫立很興(xing) 奮：“這場飛行共持續了48分10秒！創下載人eVTOL續航時長的新紀錄，相較行業(ye) 現有水平取得大幅提升。”

　　孫立介紹，“獵鷹”電池的單體(ti) 能量密度達到480Wh/kg，比傳(chuan) 統電池提升1倍以上。采用創新材料體(ti) 係，電池安全性也更有保障。

　　“獵鷹”鋰金屬固態電池是欣界能源研發的新產(chan) 品，每千克電芯可釋放出480瓦時的電能。業(ye) 界認為(wei) ，固態電池的能量密度一般應達到400Wh/kg，而目前市麵上主流的鋰離子電池能量密度約在150—250Wh/kg之間。從(cong) 能量密度上看，固態電池具有很大優(you) 勢。

　　固態電池的優(you) 勢還不止於(yu) 此。在低溫環境下，傳(chuan) 統鋰電池往往容易出現續航縮短、性能下降現象。而固態電池適應極端溫度的能力更加出色，即使在寒冷的冬季也可以保證正常使用。“這款電池的使用溫域比較寬，一般鋰電池的工作溫度在0℃到60℃之間，固態電池在-40℃到150℃都可以使用。”孫立介紹。

　　隨著飛行汽車、電動垂直起降飛行器、城市空中交通（UAM）的發展，固態電池有望成為(wei) 低空飛行載具的一項主流電池技術，為(wei) 固態電池下遊應用打開市場空間。

　　除了低空經濟領域，固態電池在新能源汽車、3C數碼、儲(chu) 能、深海探測等領域同樣展現出不俗的潛力。有機構預測，2025年全球固態電池需求量為(wei) 17.3GWh，到2030年有望超過200GWh的市場規模，2025年至2030年年複合增長率達65.8%。

　　數據顯示，截至今年11月，國內(nei) 固態電池產(chan) 業(ye) 鏈相關(guan) 企業(ye) 已超過200家；近4年固態電池行業(ye) 投擴產(chan) 規劃金額超2000億(yi) 元，規劃產(chan) 能超過400GWh，若以純電動汽車每輛80千瓦時的電池容量測算，可裝車500萬(wan) 輛。

　　業(ye) 內(nei) 人士告訴記者：“固態電池突破了傳(chuan) 統液態鋰電池麵臨(lin) 的一些瓶頸，具有高能量密度和優(you) 異的安全性，在電動汽車及高端消費電子產(chan) 品領域，固態電池的應用前景廣闊。”

　　一場攻關(guan) “馬拉鬆”

　　作為(wei) 下一代電池技術的“明星”，固態電池賽道吸引到大量的真金白銀和技術投入。

　　在固態電池這條新賽道，不少企業(ye) 立下“軍(jun) 令狀”：比亞(ya) 迪計劃2027年小批量生產(chan) 硫化物全固態電池，並在2030年將其應用於(yu) 主流電動車型；寧德時代擬於(yu) 2027年達到小批量生產(chan) 全固態電池水平；億(yi) 緯鋰能計劃2026年取得工藝突破、2028年實現技術突破，推出400Wh/kg高比能全固態電池；國軒高科計劃2027年固態電池小批量上車實驗，2030年實現量產(chan) ；長安汽車計劃在2030年推出液態、半固態、固態等8款自研電芯。

　　業(ye) 內(nei) 普遍認為(wei) ，2030年或是固態電池產(chan) 業(ye) 化的關(guan) 鍵節點。但是，目前固態電池離大規模商業(ye) 化應用尚有一段差距。

　　從(cong) 技術上看，固態電池的研發之路還麵臨(lin) 著不少挑戰。這場比新比強的技術競賽，更像是一場需要耐心與(yu) 毅力的“馬拉鬆”。

　　與(yu) 傳(chuan) 統電池的“固—液界麵”相比，“固—固界麵”的接觸性和穩定性更差，離子傳(chuan) 輸效率相對較低，這是固態電池研發的首要技術難題。

　　“固態電解質之間有縫隙就是斷路狀態，所以怎麽(me) 把電解質無縫隙地壓到一起，是我們(men) 要攻關(guan) 的問題。”惠州億(yi) 緯鋰能股份有限公司中央研究院常務副院長趙瑞瑞介紹。

　　不少企業(ye) 選擇了一條過渡線路：半固態、凝膠態電池。這兩(liang) 類電池保留了部分電解液，能夠改善界麵接觸和電導率問題，而且結構與(yu) 液態電池相仿，與(yu) 企業(ye) 現有產(chan) 線的兼容度高。不過，趙瑞瑞團隊在研究中發現，半固態、凝膠態電池發熱現象增多，不得不犧牲電池的一部分性能。所以，發展固態電池仍然是主流趨勢。

　　按照電解質的不同，固態電池的技術路線可分為(wei) 聚合物、氧化物、硫化物、鹵化物等路線。出於(yu) 多種考量，趙瑞瑞團隊把目光投向硫化物路線。

　　硫化氫是劇毒物。提起研發經曆，趙瑞瑞的語氣透露著一絲(si) 緊張。

　　做實驗前的第一件事，就是把硫化物電解質暴露在空氣中，測定硫化氫的含量。“為(wei) 了判斷實驗環境是否安全，我們(men) 在每個(ge) 房間內(nei) 都安裝了3個(ge) 以上的硫化氫監測探頭，即使有一個(ge) 出故障，其他兩(liang) 個(ge) 還能工作。”趙瑞瑞說，“每個(ge) 人都全副武裝，穿戴好防護服、防毒麵具，但還是有很大的心理壓力。”

　　經過反複嚐試，預實驗取得了一些成果，團隊逐漸掌握了硫化物電解質的特性，看到了固態電池研發的希望。

　　要讓固態電池走進千家萬(wan) 戶，還需克服一個(ge) 巨大障礙，那就是成本。中國科學院青島生物能源與(yu) 過程研究所固態能源係統技術中心副研究員鞠江偉(wei) 向記者介紹：“前期投入大，固態電池尚未形成規模，難以實現從(cong) 原材料到製備流程的降本。不過，隨著材料體(ti) 係、產(chan) 線裝配逐漸成熟，未來固態電池成本會(hui) 逐漸降下來。”

　　保持信心與(yu) 耐心

　　在固態電池產(chan) 業(ye) 化不斷提速的同時，許多人好奇，中國的固態電池研發在全球競爭(zheng) 中處於(yu) 何種水平？

　　從(cong) 固態電池的研發曆史來看，日本、韓國和一些歐美國家起步相對較早，中國雖入局較晚，但在部分特定領域的技術專(zhuan) 利上並不落後。鞠江偉(wei) 分析，日本在前期材料的製備合成上研究比較成熟，因此在固態電解質材料方麵有不少專(zhuan) 利；而在中後期的製膜、疊片、組裝及設備開發方麵，我國的專(zhuan) 利布局比較係統，具有技術上的領先性。

　　國家知識產(chan) 權局數據顯示，截至2023年5月，全球固態電池關(guan) 鍵技術專(zhuan) 利申請量為(wei) 20798項，其中中國有7640項，占比達36.7%；2018—2023年，中國固態電池全球專(zhuan) 利申請量年均增長20.8%，增速位列全球第一，中國企業(ye) 和科研機構在研發競賽中展現出強勁勢頭。

　　作為(wei) 未來技術高地，固態電池研發的全球競爭(zheng) 十分激烈：日本經濟產(chan) 業(ye) 省推出國家電池戰略，目標是在2030年左右實現固態電池的全麵商業(ye) 化；韓國擬通過固態電池打造第二個(ge) “漢江奇跡”；歐盟發布《電池戰略研究與(yu) 創新議程》，將固態鋰電池確定為(wei) 重點研究主題之一……

　　因此，中國要在這場競賽中贏得先機，還需多方主體(ti) 共同發力。

　　“固態電池研發投入大，且短期內(nei) 難以收到回報。從(cong) 實驗室走向企業(ye) 和市場的過程，需要國家給予政策支持，並引導龍頭企業(ye) 加大研發力度。”鞠江偉(wei) 表示。

　　近年來，國家政策密集出台，行業(ye) 所需已成政策所向：2020年10月，國務院辦公廳發布《新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展規劃（2021—2035年）》，首次將固態電池列入行業(ye) 重點發展對象，並提出加快研發和產(chan) 業(ye) 化進程；2023年1月，工信部等六部門聯合發布《關(guan) 於(yu) 推動能源電子產(chan) 業(ye) 發展的指導意見》，提出加強固態電池標準體(ti) 係研究；今年6月，工信部發布《2024年汽車標準化工作要點》，明確提出圍繞固態電池、電動汽車換電、車用人工智能等新領域，前瞻研究相應標準子體(ti) 係，支撐新技術、新業(ye) 態、新模式創新發展……

　　趙瑞瑞認為(wei) ，在現有政策支持的基礎上，還應針對電池研發出台一些規範或指導性意見，防止部分研究者急於(yu) 求成，忽視必要的技術和安全條件盲目實驗。一旦釀成重大事故，將會(hui) 打擊整個(ge) 行業(ye) 的研發積極性和市場的信心。

　　當前，固態電池還處在商業(ye) 化的初級階段。麵對激烈的技術競爭(zheng) ，中國的研究者們(men) 對固態電池的研發、量產(chan) 和商業(ye) 化保持著信心與(yu) 耐心。提起研發經曆，趙瑞瑞說，她在項目規劃時會(hui) 把任務分解成多個(ge) 階段，一步一步來。“對固態電池這種特別難的項目，我們(men) 的每一步探索並不需要創造多大的經濟價(jia) 值，隻要和之前比，循環壽命、環境適應能力等指標有所突破，那就是值得的。”

　　“現在我們(men) 已經站在了潮頭浪尖上。我們(men) 希望通過全行業(ye) 的努力，開拓更多的應用領域，為(wei) 消費者帶來更多的便利，為(wei) 社會(hui) 創造更多的價(jia) 值，讓中國企業(ye) 在固態電池領域不斷創新、奮勇爭(zheng) 先。”孫立說。