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从实验室到生产线:固态电池喊了10年“上车”,为啥2027才敢试产?

作者：本站编辑      2026-01-03 06:25:50     1
从实验室到生产线:固态电池喊了10年“上车”,为啥2027才敢试产?
传统的液态锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成，而固态电池用固体电解质替换了电解液，取消了隔膜，因此缩小了体积，同时能量密度能提升 30% 以上，从而续航里程也就提升了。
体积变小的另一个好处是离子传导路径更短，所以充电速度更快，还不怕冬天电解质变粘稠，锂离子跑不动，最重要的是更安全。
传统的液态锂离子电池一般很难承受 250 摄氏度以上的温度，而固态电池却能承受三四百度，甚至氧化物电解质更是能承受 600 摄氏度的高温。
传统的液态锂离子电池在低温或者快速充电时，锂离子容易沉积在电极表面，并且不断生长形成锂枝晶，导致电解液中锂浓度变低，从而降低充放电效率。如果放任锂枝晶生长，还会戳破软的隔膜，造成短路。因此，厂商要调整电解液成分，优化电极界面，还要结合电车的热管理系统，才能阻止锂沉积。而固态电池由于硬度高，本身就能抑制锂枝晶的生长。
难点一是电导率要高。想象一下锂离子在固体里挪动，那一般是比在液体里游泳费劲多了，所以就需要研制高电导率的固体材料。固态电解质的技术方案主要有三种，以宁德时代、丰田、国轩高科为代表的硫化物方案，广汽、清陶能源的氧化物方案和 Quantum Scape、卫蓝新能源的聚合物方案。其中，硫化物的电导率最高能够到液态电解质的水平了，而氧化物的电导率就低了一个数量级。聚合物在高温下表现不错，但常温下电导率还不如矿泉水，因此开车还得先给电池包预热。
难点二是电解质跟电极之间很难像液体那样密实接触，尤其是充放电时，电极会收缩或者膨胀，两个界面就更难保持原子级的接触。硫化物和氧化物都有这个问题，不过聚合物电解质有一定的弹性，所以界面接触相对稳定。因此，有的厂商在固态材料之间加入了少量的电解液用来填补缝隙。有人吐槽这种半固态电池不够纯。不过对于咱们消费者来说，只要续航高、安全性好，纯不纯的有什么关系，对吧？
固态电池原材料本身就比液态电池贵 3 到 20 倍。比如硫化物电解质需要用高纯度的硫化锂，每吨售价高达两三百万，而液态电池用的碳酸锂一般每吨不超过 10 万。
此外，生产成本方面，生产需要高温、高压或者超低温的环境，目前良品率不足 60%。
别忘了生产线方面，由于工艺跟传统的湿法制备完全不同，这意味着流水线也需要从头做起。这三个因素叠加，从而把固态电池的成本推到了液态电池的 5 到 8 倍。这相当于多花 10 万块给车加了个大油箱，让你花这个钱，你愿意吗？

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