固態電池，為何總是這么近，那么遠？

作者：屠波

來源：秦朔朋友圈（ID：qspyq2015）

2月15日，是今年春節放假首日，根據國家能源局統計，全國高速公路充電量達到1528.05萬千瓦時，比去年春節同期增長116.32%。數據并沒有披露平均的充電時長，不過在返鄉的高峰時段，高速服務區充電等候時間延長，終究不可避免。

即便全國充電設備總量已經突破2000萬，車樁比已經達到1.9：1，加上各種快充、超充技術爭相落地，可在高峰期間排隊個把小時，依然是新能源車主一年一度的夢魘時刻。

對液態鋰電池的技術焦慮，再一次無比真切又強烈地，傳導到了手握方向盤的每一個人。每到此時，“固態電池元年”的宣言，就成為撩撥市場的興奮劑。可在屢屢跳票之后，人們才發現，這不過是一副“狼來了”的安慰劑。

2007年德國的馬普學會固體研究所，印度科學家R.Murugan及其團隊，發現了一種鋰鑭鋯氧（LLZO）的特殊材料。它在室溫下具有優異的鋰離子導電性，打破了“固態電解質電導率必然低于液態”的傳統認知，學術圈將其稱為“固態電解質的黎明”。彼時，特斯拉尚未成立，中國的新能源汽車戰略還在醞釀，豐田還在改良普銳斯混合動力車。

可誰也沒想到，從黎明到破曉，固態電池要經歷如此漫長的等待。曾經領跑該項技術的豐田，不得不將全固態電池量產的時間表，第三次推遲至“2030年前后”。而雄踞全球最大電動車市場的中國，裝車應用的也僅是半固態電池。

所有人都在迫切地追問同一個問題：固態電池商用，到底離我們有多遠？

01

下一代電池

只有置身于全球能源轉型的宏大敘事中，才能理解為何固態電池會成為全球能源技術爭奪的高地。

一切源于21世紀初，全球汽車產業行駛到了十字岔口。在減碳的共識下，尋找新型替代能源成了決勝未來的關鍵。

敢于押注“氫能”的日本，從20世紀70年代就開始了氫能研究。特別是在2011年福島核事故后，氫能被提升至國家戰略高度。2014年，豐田推出量產氫燃料電池車Mirai，象征著日本對“氫社會”的雄心。

憑借精密材料與制造優勢，日本計劃避開與中、韓在傳統鋰電池領域的正面競爭，企圖通過全新賽道實現超越。

然而，“專利壁壘+封閉生態”的慣性思維，讓氫能幾乎成了日本的單人游戲。建設成本高達數百萬美元的一座加氫站，讓產業鏈難以形成規模效應。

截至2024年的最新數據，全日本加氫站僅有尷尬的166座，距離2030年1000座的目標，達成率不足兩成。

幾乎同一時期，中國則做出了不同的選擇。2012年，國家“十二五”規劃明確了以純電動汽車為主的新能源汽車發展路線。在政策、資本與市場的合力下，催生了全球產業最富活力，技術應用前沿，產品選擇多樣，同時也是競爭最慘烈的電動車市場。

據中汽聯統計，2025年新能源車銷售滲透率首次超過50%，已經超越燃油車，特別是在一線城市和經濟發達區域，電動車逐漸普及成為主流。可甜蜜的煩惱也隨之而來，寧德時代的麒麟電池、比亞迪的刀片電池，已將現有材料體系的性能推向極限，現有鋰電池技術的天花板，觸手可及。更高的能量密度、更可靠的安全性、更快的補能速度，成為困擾產業的“不可能三角”。

此時，固態電池所能達成的能量密度、安全特質和超快充電，似乎成了最優解，讓不同技術路線找到了交匯點。無論是日本的氫能還是中國的純電，都不約而同地將“下一代電池”的答案，指向了固態電池，讓其一躍成為決定未來全球汽車與能源產業格局的終極武器。

02

實驗室困境

二十世紀初，當全球產業界還沉醉于液態鋰電池的商業化浪潮時，豐田的研發團隊悄然鎖定了一個方向——硫化物固態電解質。這是一種天賦異稟的材料，其室溫離子電導率可與液態電解液相媲美。

但硫化物的完美外表之下，難掩嬌貴體質。硫化物材料對水分和氧氣極其敏感，微量的水汽就足以使其分解變性，甚至產生有害的硫化氫氣體。

這意味著，常規的無塵車間無法滿足生產要求，必須建造實驗室級別的超級干燥房，將空氣露點控制在-60℃以下。超過半導體工廠的潔凈度要求，以及高昂的能耗，讓造價陡然飆升。

曾在豐田合作實驗室工作過的工程師，將工廠比作圣殿，他回憶說：每一個環節都在氮氣保護下進行，操作人員仿佛在太空中作業。哪怕為了小數點級別的性能提升，都可能要對整個干燥系統進行長時間的調試。

為了追求材料的極致純潔性，數十年來，豐田為此投入了數億美元，構筑了超過1300項的核心專利壁壘，只為在硫化物的圣殿里加冕。

然而，極致的環境要求，令規模化生產變得遙不可及。豐田的全固態電池量產時間表，從最初的2020年，一路推遲至2027～2028年，最近一次模糊在“2030年前后”。奉為圭臬的工匠精神，讓豐田知道如何做出世界上最精致的樣品，卻忽略了再好的產品，也需要以合理的成本、規模的產量、穩定的性能生產出來，就好比生產雨刮器一樣。

2025年7月，日本百年精密儀器公司島津制作所宣布，將與大阪都立大學簽署協議，共同開發針對全固態電池材料的尖端分析測量方法。不難看出，執著的日本產業界，仍試圖從根源上解決硫化物材料體系的穩定性與工藝難題。

只是誰都不知道，時間的玫瑰何時會盛開。

03

走出象牙塔

相比日本，中國的固態電池，起步并不算晚，卻選擇了另一條路。

20世紀80年代，剛從德國馬普學會固體研究所訪學歸國的陳立泉，一頭扎進北京中科院物理所的一間簡陋實驗室。當時的科研條件非常艱苦，實驗用的手套箱是漏氣的，只能用膠帶封補，二手的壓片機也是自行改裝過的。靠著“小米加步槍”，陳立泉帶著團隊，不斷嘗試壓制鋰鑭鋯氧（LLZO）薄片。

中國科學院物理研究所研制的我國第一塊固態鋰電池

1988年，中國第一塊固態電池樣品誕生！雖然它僅能點亮小燈泡，卻照亮了中國電池能源產業的未來。1996年，陳立泉團隊牽頭起草了國內第一份關于發展鋰離子電池的建議書，直接推動了國家“863”計劃相關項目的設立。

2001年，陳立泉榮獲中國工程院院士稱號，如今提起他，有個更為響亮的名號：中國鋰電池之父。他培養了諸多在中國鋰電池行業擔當中流砥柱的科學家和企業家，寧德時代創始人曾毓群，就曾在他門下，就讀博士。

雖然常年泡在實驗室，陳立泉卻非常接地氣，他深知再先進的技術，也需要市場驗證。“好文章不等于好技術，好技術不等于好產品”，是他的口頭禪。這句話不僅是中國固態電池產業的最佳注腳，也讓主攻氧化物固態電解質，并接受“半固態”的過渡形態，成為科研界和產業界的共識。

與日本專攻的硫化物相比，中國選擇的氧化物，雖然材料初始電導率不占優，但勝在環境穩定性好，足夠皮實。不追求材料的絕對完美，而是通過系統工程方法，聚焦解決產業化難題，這奠定了中國在固態電池競賽上的總體基調。

在動力電池領域，安全始終是萬眾矚目的話題。相比充盈電解液的液態電池，固態電池由電解質組成，安全性毋庸置疑。但全固態要求電解質絕對“純凈”，這在工程上近乎不可能。

寧德時代在攻堅界面阻抗時，發現無論怎樣優化氧化物電解質本身，界面問題依舊。他們換了個思路，主動引入“雜質”，研發出一種“梯度復合界面層”。在硬質的氧化物電解質和電極之間，構筑一個兼顧離子導通和機械緩沖的過渡區。就像在玻璃與鋼板之間，加入一層納米級的特種緩沖材料，既傳導離子，又化解應力。依靠這一“不純粹”的設計，關鍵電芯的界面阻抗一舉降低超60%，并通過針刺安全測試。

2016年8月，同在中科院物理所，長期研究動力電池技術的俞會根，找到陳立泉和研究員李泓，共同創辦了衛藍新能源。作為國內最早投身固態電池研發生產的衛藍，一邊手握物理所導入的核心專利，另一邊則與整車廠牽手，尋找商用落地場景。

讓衛藍真正出圈的，是2023年底的一場馬拉松直播。當時，蔚來汽車董事長李斌駕駛著150kWh電池包的ET7，完成從上海到廈門的長途奔襲，全程1044公里，途中沒有進行任何形式的補能。

直播所用的電池包正是衛藍為蔚來定制的半固態電池。在刷新了電動車續航紀錄的同時，也讓衛藍獨創的“原位固態化技術”，第一次從實驗室開上了高速公路。

長久以來，固態電池的“固-固界面”接觸難題，始終是難以逾越的天塹。傳統固態電解質與電極材料間如兩枚生硬的硬幣，難以緊密貼合，導致電池性能衰減、安全風險攀升。衛藍團隊另辟蹊徑，將液態前驅體注入電池，再通過精準溫控，使其在內部“原位生長”為固態電解質，如同水滲入沙粒般自然填滿每一處孔隙。這一過程被形象地稱為“煮雞蛋”——從液態到半固態，最終完成固態化蛻變，從而消除界面頑疾。

與衛藍并稱固態電池“雙子星”的清陶能源，在“原位固態化”技術方面同樣有著深厚功底。與衛藍背靠中科院物理所，深諳化學反應控制不同，清陶依托的是清華大學在陶瓷材料方面的獨門絕技。

清陶采用的是半固態、準固態、全固態三步走的技術策略。通過氧化物、鹵化物和聚合物的復合體系，結合干法工藝的技術突破，清陶的工程師讓電解質前驅體在電極材料的孔隙中直接反應、結晶，形成“你中有我、我中有你”的一體化結構，以材料體系的整合創新，解決固－固接觸的難題。這好比不是先做好磚再砌墻，而是讓墻體自己生長，一體成型。

2026年1月，內蒙古牙克石的極寒測試場，氣溫零下40℃。搭載清陶能源半固態電池包的車輛，歷經多項嚴苛的測驗，最終順利過關。

橫貫在固態電池商用路上的難題，遠不止這些。逢山開路，遇水架橋，中國方案總是跳出實驗室，進入工廠和市場，找到實用、能用、好用的最短連接線。或許都不完美，但每一次打磨，它們都用結果在證明：即便是最尖端的制造業競爭，勝利也往往不取決于最閃耀的技術，而是取決于堅韌、靈活、貼近市場的產業化路徑。

04

“固態”羅生門

2026年的CES展上，芬蘭初創公司Donut Lab扔出一枚重磅新聞：發布全球首款“可立即量產”的全固態電池。其宣稱能量密度為400Wh/kg，5分鐘即可充滿，而且循環壽命達到驚人的10萬次。一連串驚掉下巴的參數，吸引了資本的目光，也引發諸多的質疑。

蜂巢能源董事長楊紅新次日便潑下冷水：“那電池在世界上不存在。所有參數都是矛盾的……任何一個對技術有基本了解的工程師，都會認為那是騙局。”

在沒有披露任何硬核技術細節的前提下，要對這家缺乏產業底蘊的初創公司報以信心，確實不是件易事。況且在歷史的經驗中，曾多次上演過類似場景——過于完美的故事，往往最需要警惕。

實際上，對“全固態電池”實現真正量產，科學界和產業界普遍采取謹慎樂觀的態度。在與接近核心技術和產業內幕的專家交流過程中，他們大都將時間放到了8～10年后。

不過，在激烈的新能源車企商戰中，營銷話術則多了一份彈性和解釋空間。2024年，東風汽車宣布交付“固態電池車”，但實際上車輛搭載的是固液混合電池。同樣，智己L6宣傳的“光年固態電池”，其供應商清陶能源聯合創始人李崢在抖音直播中承認，這是半固態電池，屬于“過渡階段”產品。

無獨有偶，日本TDK公司與同志社大學合作研發的電池，在學術論文中被稱為“準固態電池”（quasi-solid-state），強調了其仍使用特種不可燃電解液的本質。行業甚至還出現了“類固態”“凝聚態”等各種衍生詞匯，令人無法明辨。

此外，隨著科研的不斷深入，關于固態電池的種種神話，也在逐漸祛魅。比如，在大眾的普遍認知中，固態電池擁有絕對的安全，不怕外力侵入，不會起火燃燒。然而摩根大通2025年12月的專項測試報告顯示：即便是最有前景的硫化物全固態電池，在針刺、擠壓等極端測試中，依然會發生熱失控。原因在于，內部短路產生的巨大熱量若無法迅速消散，仍會導致固態材料自身分解并產生高溫。其安全優勢是相對的，而非絕對的。

中國科學院院士歐陽明高對產業現狀和科研方向，看得非常透徹。他在多個場合指出，固液混合是實用的過渡路徑，全固態才是終極目標。當前的半固態方案，更像是為成熟的液態電池體系打上的一個“高級補丁”，其能量密度提升（例如從300Wh/kg到400Wh/kg）雖有意義，但與理論可達500Wh/kg以上的全固態相比，仍有代際差距。也就是說，從科學嚴謹的角度，半固態仍然只能算是液態電池的升級版本，就像蝌蚪的變態發育，就算長出了兩條后腿，也沒達到青蛙的形態。

根據歐陽院士的預測，要實現500Wh/kg的第三代鋰負極硫化物全固態電池，時間大概在2030—2035年。不過，他也坦言，對于第三代，目前仍處于論文證偽的早期階段。

05

下半場哨聲

2月1日，馬斯克在社交平臺發文：“實現干電極工藝的規模化生產，這在鋰電池生產技術上是一項重大突破，難度極高。祝賀特斯拉工程、生產和供應鏈團隊以及我們的戰略合作伙伴供應商取得的卓越成就。”

隨后，特斯拉官方團隊轉發了這則消息，并回復稱：“干電極制造工藝可降低成本、能源消耗和工廠復雜性，同時顯著提高可擴展性。”

從簡短的語言里，普通人恐怕無法理解其顛覆性的價值，但身處行業中的玩家，應該都能體會到一次靈魂震撼。

一切還要回到電池的制造工藝上。目前，世界通行采用的是傳統“濕法”工藝。就是需要將活性材料與液態溶劑進行混合，制成漿料涂布，然后再通過高溫將其烘干。而固態電解質，尤其是硫化物、氧化物等無機材料，大多怕水、怕溶劑，在濕法漿料中會失效或性能劇降。

而干電極工藝徹底跳過了這個關鍵步驟，直接將干粉狀材料（活性物質、導電劑、黏結劑）混合，通過纖維化技術和高壓輥壓直接成薄膜電極，全程無需溶劑、無需烘干。

除了環保、節能和降低成本，其革命性的意義在于：無論是硫化物、氧化物還是未來的新材料，只要是所有“怕水怕溶劑”的先進電解質材料，它將是當前唯一可行的量產工藝。

特斯拉已在其柏林工廠的4680電池產線上應用此工藝，良率達到93%。這不禁讓人想起特斯拉電動車在規模化量產前，已經先行研制的一體化車身壓鑄以及線束新結構專利。這次，馬斯克雖然沒有直接發布固態電池，但他手握著制造固態電池最核心的工藝，一旦電解質材料成熟，他便可能先發制人。

不過，相比特斯拉在美國的一枝獨秀，中國產業所擁有的強大體系化動員能力，以及廣闊的市場縱深，則是另一種難以超越的整體優勢。2026年，已有超12家中國主流車企將之設定為全固態電池的裝車驗證年，2027年則為小批量量產年。

例如，一汽紅旗的全固態電池樣車近期下線，剛通過200°C極端熱濫用測試。廣汽埃安的全固態電池中試線已投產，計劃2026年搭載于昊鉑車型。當升科技、天齊鋰業已實現固態正極材料、硫化鋰等關鍵材料的噸級供貨或送樣。

中國正在將半固態領域的先發優勢，轉化為全固態的供應鏈優勢。從上游的電解質材料（硫化物、氧化物），到中游的電芯制造（原位固態化、干法工藝探索），再到下游的整車驗證與數據積累，正匯聚成一張全球最完整的固態電池研發與產業協同網絡。

06

尾聲

行百里者半九十，末路之難也。這恐怕是對“固態電池商用，離我們還有多遠”，最貼近現實的回答。

正如陳立泉院士所言，好技術不一定有好產品。以這個標準，要做出真正的固態電池，就是要將最先進的材料，以最穩定、最經濟的方式放進量產車里，用真實世界來做驗證。

固態電池正進入漫長戰事的中場。剛剛結束的上半場，以半固態形式，續航超過1000公里、安全性顯著提升的電動車已經裝車上路。下半場的哨聲已經響起，面對全固態電池的成本、工藝、界面的穩定性，或將迎來最后的沖刺。

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