電池技術一直是制約電動汽車發展的核心瓶頸,電動汽車的每一次重大突破都與電池技術革新息息相關。固態電池作為下一代電池技術的核心,成為各國車企爭奪未來市場話語權的關鍵戰場。
Battery technology has always been the core bottleneck restricting the development of electric vehicles. Every major breakthrough in electric vehicles is closely related to the innovation of battery technology.For example,solid-state batteries,asthe core of the next generation of battery technology, have become a key battlefield for car companies to compete forthe rightto speak inthe futuremarket.
爭奪固態電池“大蛋糕
當你開著電動汽車跨省旅行,中途不需要充電;手機充一次電能用一個星期;甚至未來的飛機可以安靜地飛越太平洋,完全依靠電池驅動。這些看似科幻的畫面,可能因為一種名為“固態電池”的技術突破而成為現實。這場靜悄悄的技術革命,正在全球實驗室和工廠車間里激烈上演。
隨著新能源汽車市場的快速發展,動力電池技術成為行業競爭的核心焦點。其中,固態電池憑借其在能量密度、安全性和循環壽命等方面的顯著優勢,被視為下一代動力電池技術的革命性突破。
在中國全固態電池創新發展高峰論壇上,比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍透露稱,將在2027年左右啟動全固態電池批量示范裝車應用,2030年后實現大規模上車。
除了比亞迪,全球有不少企業都公布了固態電池的量產時間表,大多數集中在2026年一2030年這一時間段內。
廣汽集團表示已初步打通全固態電池的全流程制造工藝,并計劃在2026年將其搭載于昊鉑車型。寧德時代、華為等科技巨頭也在固態電池領域加大研發投入。華為的固態電池專利已通過初步審查,顯示出其在電池技術領域的雄心。
長安汽車副總裁、深藍汽車CEO鄧承浩透露,長安汽車一直在持續探索下一代電池,包括固態電池,今年將首發搭載全固態電池的樣車,2026年進行規模化的裝車驗證,2027年逐步量產。
此外,全球各大車企、電池制造商以及材料供應商也在加碼布局,試圖在這一領域搶占先機。然而,在業內看來,盡管固態電池的前景被廣泛看好,其產業化仍面臨技術瓶頸和成本高企的雙重挑戰。
國際市場上,豐田、日產、三星等企業同樣不甘落后。三星透露,其電動車用固態電池已交付汽車原廠進行測試,滿電續航里程超過600英里(約966公里),電池壽命可達20年,并計劃于2027年開始大規模生產固態電池。
日本政府向豐田提供了1200億日元的資金支持,以推動電動汽車電池產業的發展。豐田計劃在2027年至2028年間實現固態電池的大規模量產。日產也宣布開始試生產固態電池,并計劃在2028年實現每月100兆瓦時的產能。
韓國現代汽車在3月首次向公眾展示其全固態電動汽車電池試點生產線,這款名為Dream(夢想)的電池,有望帶來更長續航、更快充電以及顯著提升的能量密度。此前宣布計劃在未來十年中投資超90億美元開發一系列電池技術,目標是成為電動汽車電池領域的領先者。
特斯拉汽車也公開固態電池專利,其固態電池采用全新材料體系,通過對正負極材料創新設計,有效提升電池能量密度和安全性,大幅降低自放電率,為電動汽車長續航和高安全性提供保障。
技術突圍
對于目前鋰離子電池產業運行情況,中國化學與物理電源行業協會原秘書長劉彥龍認為,全產業鏈各環節產能嚴重過剩和市場供大于求,頭部企業憑借技術、資金和規模優勢,在市場競爭中占據主導地位,利潤增長態勢明顯,二三線企業為了生存以低于成本價格銷售產品,在與頭部企業競爭中處于劣勢,利潤空間被壓縮,虧損嚴重。
“在價格戰爭狂潮下,幾乎沒有贏家,即便是產業龍頭也可能遭遇嚴重沖擊,綜合2024年產業趨勢及變化看,未來動力與儲能電池產業鏈博弈與分化將進一步加劇,很多企業可能熬不過此輪洗牌周期”,劉彥龍進一步指出。
在現有成熟技術路徑下,產能急劇擴張造成供給嚴重過剩,同質化競爭激烈,成本壓力突出,利潤難有保障。因此,開拓創新是應對內卷的有效途徑。
“電池方面,一方面要優化現有的鋰離子電池技術,包括增大單體電池容量、4C超充電池等;另一方面則是研發半固態電池、全固態電池及鈉離子電池等。”
“由于能量密度高和安全性好等優勢,全固態電池被看作是未來可充電池技術的核心。中國固態電池技術路線多元化,固液混合電池布局早,產業鏈完整,各企業正逐步裝車”,劉彥龍表示道。
固態電池之所以備受矚目,根本原因在于當前的電池技術尚未達到理想狀態。反觀固態電池發展,源于其“不可能三角”的突破:能量密度翻倍、安全性革命和壽命倍增。
首先,固態電池是續航焦慮的終極解法。普通電動車電池就像“小容量充電寶”,跑500公里就要充電。固態電池相當于“超大充電寶”,同樣體積能跑1200公里以上,相當于北京到上海中途不用充電,徹底解決長途焦慮。
同時,固態電池充電可以實現像加油一樣快。現在快充至少半小時,固態電池能做到9分鐘充 80% ,相當于喝杯咖啡的時間就能繼續跑上干公里,大幅提升用車便利性。
另外,固態電池會更加安全。傳統電池內部是液態材料,碰撞容易漏液起火。固態電池像“果凍電池”,內部更穩定,即使被釘子扎穿也不會起火爆炸,讓電動車更讓人放心。
所以,一旦固態電池未來大規模量產,將導致汽車市場從燃油車向電動汽車的全面轉向,而有了如此前景,勢必成為各方競爭的焦點。
中國車企雖然在傳統發動機領域相對落后,但在固態電池研發上已和日本、德國齊頭并進。廣汽、長安計劃2026年量產,比豐田還早,這是中國汽車工業換道超車的歷史機遇。
車企爭奪固態電池就像手機商爭奪折疊屏技術一一既是解決現有痛點的殺手銅,更是搶占未來市場的戰略籌碼。雖然目前成本高、生產難,但所有玩家都怕錯過這個可能改寫行業格局的技術革命。
汽車分析師王坤表示:“固態電池的商業化進程正在加速,但各企業的技術路線和量產時間表存在差異。國內企業更注重快速落地,而日韓企業則在核心材料和工藝上更具優勢。未來幾年,全球固態電池市場將進入激烈競爭階段。\"
在企業加緊研發的同時,資本和政策也為其發展注入了強大動力。據統計,2024年中國固態電池企業的融資額同比增長超過 50% ,多數企業處于B輪前的融資階段,資本持續涌入研發與中試環節,為技術的突破和產業化的推進提供了堅實的資金保障。
同時,政策的支持也為固態電池的發展營造了良好的環境。歐盟的《電池2030+ 》計劃與日本的電動化政策都在推動全球固態電池技術的協作與發展。例如,日本政府通過資金支持和政策引導,鼓勵企業加大固態電池的研發投入,以鞏固其在全球電池技術領域的領先地位。
在國內,政府也將固態電池列為重點支持的技術方向。
工信部在2025年重啟了重大研發專項,涉及固態電池的研發。這一專項包括資金支持,總額達到60億人民幣。每個項目獲得的資金為8億人民幣,支持硫化物、半固態和凝聚態等不同技術路線的研究。此外,工信部等八部門發布了《新型儲能制造業高質量發展行動方案》,明確將固態電池列為重點攻關方向,支持鋰電池、鈉電池固態化發展。
此外,上海市人民政府辦公廳印發的《上海市新型儲能示范引領創新發展工作方案(2025一2030年)》中多次提及支持固態電池的技術創新與產業鏈發展。
技術瓶頸與成本挑戰
盡管固態電池的前景被廣泛看好,但其產業化仍面臨諸多挑戰。首先,技術層面的問題不容忽視。固態電池中,電極與電解質之間的界面接觸阻抗較高,導致鋰離子傳輸效率低,影響充放電性能。此外,固態電解質的離子電導率普遍低于液態電解質,限制了電池的高功率性能。
中國科學院院士歐陽明高指出,固態電池的技術路線圖分為三個階段。基于硫化物電解質的第一代全固態電池預計將在2025年至2027年實現量產,第二代產品將在2027年至2030年間量產,第三代產品則計劃于2030年至2035年推出。
然而,從實驗室到大規模量產,固態電池仍需要克服諸多技術難題。例如,固態電池中金屬鋰負極和固態電解質相互接觸后,容易發生化學副反應,導致界面穩定性降低,進一步增大界面阻抗。此外,固態電池的制造工藝復雜,涉及高溫燒結、界面優化等步驟,對設備和工藝控制提出了更高要求。
成本問題也是制約固態電池大規模應用的重要因素。部分固態電池電解質使用了硫化鋰、氯化鋰等高純度化合物,或鋯、鍺等稀有金屬,原材料成本高昂。同時,固態電池的生產規模較小,尚未形成規模效應,關鍵材料供應鏈也不完善,導致其單位成本居高不下。
業務分析人士表示,固態電池的產業化需要解決技術和成本的雙重挑戰。短期內,全固態電池可能主要應用于高端車型,而半固態電池或將成為過渡方案。隨著技術進步和產業鏈的完善,固態電池的成本有望逐步下降,但其大規模普及仍需時間。
盡管固態電池在技術和成本方面仍面臨挑戰,但隨著研發投入的加大和產業鏈的逐步完善,其商業化應用前景愈發清晰。未來,固態電池有望在電動汽車、儲能等領域發揮重要作用,推動全球能源轉型和可持續發展。
固態電池的產業化是一個漸進的過程。未來幾年,半固態電池可能會率先實現商業化應用,而全固態電池的大規模普及則需要更長的時間。但隨著技術的不斷突破,固態電池有望成為新能源汽車行業的重要驅動力。
固態電池革命的核心戰場,是一場跨越國界、企業與實驗室的“三維戰爭”:技術路線之爭、專利壁壘之戰、產業鏈重構之局。從東京的豐田實驗室到福建的寧德工廠,從硅谷的初創公司到深圳的跨界巨頭,全球玩家正以不同姿態爭奪未來能源的“定義權”。
日本在固態電池領域擁有先發優勢:截至2025年,其專利占比達 63% ,豐田、松下等企業掌握硫化物電解質核心工藝。豐田計劃2027年推出續航1200公里的全固態車型,并聯合松下開發低成本制造技術,目標將電池成本降低 40% 。但這種優勢正面臨挑戰—一過度依賴單一技術路線可能錯失其他路徑突破的機遇,且專利壁壘在產業鏈協同面前逐漸松動。
中國企業的策略是“以市場換時間”。寧德時代與寶馬成立聯合實驗室,共享217項專利;上汽聯合清陶能源開發高鎳正極/鋰金屬負極電池,半固態產品已裝車蔚來ET7;華為更以ICT技術跨界切入,通過算法優化充放電效率。這種“材料一設備一應用”的垂直整合,讓中國形成三大產業集群:福建寧德(產能100GWh)、江蘇常州(半固態基地)、四川宜賓(鋰資源樞紐)。
但隱憂仍在。日本硫化物專利形成“卡脖子”風險,而國內企業技術路線分散可能導致資源錯配。中科院團隊疾呼建立“共性基礎材料供應鏈”,避免重復研發導致的浪費。