全固态电池量产还要迈过几道坎？

时间: 2025-05-22 16:26 来源: 汽车总站网原创作者: 总站网电池编辑组

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当续航焦虑、充电时长、自燃风险成为电动车用户的“心病”，全固态电池被视作打破困局的终极方案。

企业每天都在说全固态电池安全、续驶里程又长，但为啥迟迟不见其量产？

技术瓶颈待突破

固态电解质的性能优化：

目前，行业对固态电解质技术路线选择尚未统一，硫化物、氧化物与聚合物是三大主要研发方向，且各个技术陆轩都存在一定程度的缺陷。

硫化物电解质虽电导率高，但对空气稳定性差，易与空气中的水分和二氧化碳反应，导致性能下降；氧化物电解质稳定性较好，但其脆性较大，加工难度高；聚合物电解质则存在离子电导率较低、机械强度不足等问题。

例如，硫化物全固态电池的空气稳定性问题，使得其在生产过程中需要严格控制环境湿度，否则电解质会与水分反应释放出有毒的硫化氢气体，这不仅增加了生产成本，还对生产环境和操作人员的安全提出了更高的要求。

界面接触问题：

固态电池中电极与电解质之间的界面接触不良会导致电池内阻增加，影响电池的整体性能，包括降低电池的充放电速度、增加能量损耗以及缩短电池的循环寿命等。

由于固态电解质和电极材料都是固体，它们之间的接触难以像液态电解质那样通过流动来实现紧密接触，固态电解质与电极的界面阻抗通常比液态电池高 1-2 个数量级，这就需要开发新的界面工程技术和材料来改善界面接触。

对此行业也想了一些办法，比如通过在电极和电解质之间添加一层具有良好柔韧性和导电性的中间层，或者采用纳米结构的电极材料来增加界面的接触面积等。但这些方法仍处于研究和试验阶段，尚未找到一种通用且高效的解决方案。

电池的循环稳定性：

多数正负极材料在嵌脱锂过程中会出现体积膨胀和收缩，可能引发固态电极与电解质界面分离，导致电池寿命下降。例如，硅基负极材料在充放电过程中体积变化可达300%左右，这使得电极材料与电解质之间的接触逐渐变差，从而加速电池性能的衰退。

此外，固态电池在反复充放电过程中，还可能会出现电解质的晶相转变、电极材料的结构变化等问题，这些都会影响电池的循环稳定性，限制其在实际应用中的使用寿命。

生产工艺不成熟

全固态电池的制备工艺相较于传统液态电池更为复杂。电解质成膜工艺是固态电池制造中的关键工艺，根据是否采用溶剂，可分为湿法工艺和干法工艺。

当前，全固态电池可在一定程度上沿用湿法工艺，与现有产业链的兼容度约为50%-60%，干法工艺兼容度更低。例如，湿法工艺中需要精确控制固体电解质溶液的浓度、倾倒速度、溶剂蒸发速率等参数，以制备出厚度均匀、致密性良好的电解质膜；而干法工艺则需要解决粉末的分散性、流动性以及成膜过程中的缺陷控制等问题。

另外，全固态电池生产需要专门的设备，如用于高温烧结的专用窑炉、高精度的涂布机和叠片机等，但目前这些设备的成熟度和稳定性还不够高，限制了全固态电池的生产规模和效率。

成本与供应链制约

全固态电池材料成本相对较高，其电解质中可能会用到一些高价稀有金属，如锆、锗等，这些稀有金属的稀缺性和高成本，使得全固态电池的材料成本居高不下。

以硫化物电解质为例，其制备过程中需要使用到锂、硫等原材料，这些原材料的价格波动较大，且随着市场需求的增加，价格有进一步上涨的趋势。

有数据显示，在没有大规模量产的前提下，全固态电池材料成本约为1.5-2.5 元/瓦时，相比之下，当前液态锂离子电池单体成本大体是0.5元/ 瓦时左右，这意味着一个100度的全固态电池包，仅材料成本就可能高达15-25万元，是液态电池包材料成本的数倍之多。

另外，全固态电池的生产工艺复杂，对生产设备和制造环境的要求较高，导致生产成本大幅增加。例如，固态电池的制造对湿度要求极高，需要在低湿环境下进行生产，以防止硫化物电解质与水分接触产生有害气体，这就需要配备昂贵的除湿设备和环境控制系统。

更为重要的是，目前固态电解质、锂金属负极等关键材料尚未形成规模化供应。部分技术专利壁垒制约了产业发展，导致一些企业在关键材料的研发和生产上受到限制，产业链发展面临挑战。

例如，硫化物固态电解质的合成技术主要掌握在少数几家企业手中，这限制了硫化物电解质的市场供应，使得其他企业在研发和生产硫化物全固态电池时，面临原材料供应不足和成本高昂的问题。

可见，全固态电池的量产之路，是技术突破、成本博弈、产业链协同的综合较量。这就需要给足市场时间。

小米又投了一家固态电池公司

2025年5月22日，据媒体报道，近日合肥因势新材料科技有限公司发生工商变更，新增瀚星创业投资有限公司、强邦新材（001279）以及合肥市包河区科创种子基金合伙企业（有限合伙）为股东，注册资本由100万人民币增至约111.67万人民币。

其中，瀚星创投作为小米集团的全资子公司，主要负责小米集团的战略投资和财务投资。数据显示，小米系已投资了多家与固态电池相关的企业，包括卫蓝新能源、赣锋锂电、法恩莱特、天目先导等。

中国团队攻克固态电池致命难题

5月21日，据新华社和央视新闻报道，近日中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员王春阳联合国际团队，利用原位透射电镜技术在纳米尺度首次揭开了固态电池突发短路成因，并提出相应对策，研究成果5月20日发表在《美国化学会会刊》（Journal of the American Chemical Society，简称 JACS）上。

这项研究，不仅揭示了电池内部失效的微观机制，更通过建立析锂动力学模型，为设计抗短路电解质提供了精准路线图。

宝马启动全固态电池装车测试

5月21日，据媒体报道，近日宝马正式启动首批搭载全固态电池（ASSB）的电动汽车道路测试，测试车型为i7。车辆搭载的是宝马与Solid Power联合开发的全固态电池。

宝马还计划在未来几个月内持续测试硫化物基电解质的性能与稳定性，以推动该技术向量产阶段迈进。

搭载全固态电池的奇瑞纪元ET正在路测

近日，奇瑞高端电动跨界车——星纪元ET在中国合肥现身，其侧身标有醒目的“全固态电池”字样。此次亮相的测试车出现在国轩高科总部附近。虽然目前尚未披露星纪元ET所用固态电池的具体规格，但据国轩高科透露，其最新固态电池已完成上车测试，电池能量密度为350 Wh/kg，容量为70Ah，支持1000公里续航。