全固态电池的梦想与现实

全固态电池的梦想与现实

2月15日，2025年中国全固态电池产学研协同创新平台年会暨第二届中国全固态电池创新发展高峰论坛在北京举办。

会上欧阳明高院士预测，以硫化物为主体电解质的轿车第一代全固态电池将于20252027年实现量产；第二代全固态电池将于20272030年实现量产；第三代全固态电池将于2030~2035年量产。

虽然未来还要逐步解决电解质、复合负极、复合正极等技术难题，众望所归的全固态电池，终于要从理想照进现实。

那么，即将实现的全固态电池，在性能指标上跟此前的预期有多大差距，后续的发展又将如何，本文带您分析。

全固态电池开发现状

跟传统的液态电池相比，全固态电池潜在的优势很多，包括更高的能量密度（>350Wh/kg）, 更好的安全性（针刺，热箱等条件下无热失控），更长的循环寿命（超过万次），以及更快的充电时间（与加油相当），同时还有更高的倍率性能以及更低的成本，是“公鸡中的战斗鸡”。

在本次的“全固态电池创新发展高峰论坛”上，一汽的首席科学家和比亚迪的CTO分别分享了两家在固态电池方面的进展，我们来看具体是否达成了上面的性能指标。

1. 首先是能量密度方面，

比亚迪CTO孙华军总提到，自家的全固态电池在过去两年取得了飞速发展，其电芯容量达到了60Ah,能量密度也达到了400Wh/kg (800Wh/L)。

值得注意的是，比亚迪负极采用的并非主流的锂金属，而是高容量的硅碳负极，为了保证固固界面，开发了几乎零膨胀的硅碳负极。

而且正极活性物质的占比达到了85%以上，最终才实现如此高的能量密度。60Ah的容量也刷新了全固态电池无法做大的瓶颈。

无独有偶，一汽集团首席科学家王德平总也提到自家的全固态电池也达到了66Ah的容量，相比此前的40Ah提升了50%以上。

可见，国内目前硫化全固态电池的容量水平已接近车用，400Wh/kg的能量密度有望支持超过千里的续航里程。

2. 其次是安全性能

一汽的66Ah大容量全固态电芯，能够做到200℃热箱滥用不起火，不爆炸。比亚迪的固态电池也能做到192℃的热箱安全，优于传统的液态电池，且在高达2T的大面挤压以及1.5m的跌落测试中都未失效。

不过值得注意的是，比亚迪的测试结果显示全固态电池并未绝对安全。在5mm钢针，0.1mm/s的极慢速度下，100%SOC时发生了热失控。

且固态电池热失控过程更加剧烈，不仅最大温度高，发生速度快，还伴随着超大的压力，且容易爆炸，后续要持续研究。

3. 再来看充电时间

硫化物电解质具备超越液态电解液的锂离子电导率（高达32mS/cm, 是液态电解液的2倍以上），理论上使用其组装的全固态电池快充和功率性能也更优。不过可惜的是，本次两家公司并未公布电池的快充性能。

同时总部位于东北长春的一汽，更是为全固态电池开发了低温速热技术，能够实现系统温升速率6℃/min, 可进一步改善低温下的充电体验。

可见只要温度足够高，全固态电池快充能力应该不会差。此前美国的初创公司QuantumScape就是在45℃下实现的（参考QS股价暴涨，固态电池产业化拐点将至？）

4. 最后来看成本

比亚迪孙总提到，当前全固态电池成本还显著高于液态，是因为体量特别小，而且工艺也不成熟。

未来可从工艺优化，良率提升等方面降低制造成本；而随着规模化的效应，活性物质占比的提升（降低电解质比例），硫化物电解质的成本也会大幅下降。

最终有望实现“固液同价”（全固态电池跟同体系液态电池成本一样）。过去两年，比亚迪在新能源汽车领域相继实现了“油电同价”，“智驾平权”等口号，相信一旦规模上来，其在固态电池领域的降本实力不容小觑。

整体来看，本次汇报的全固态电池性能，在能量密度以及安全方面确实有过人之处。而且随着安全的提升，可以在更高温度下使用，也能够提升充电体验，成本方面随着产业链的成熟和规模效应，也有望做到“固液同价”。

不过值得注意的是，全固态电池都是软包电池，虽然单体能量密度高，但是系统集成需要施加10-20MPa的拘束力抑制膨胀，会显著降低整包的能量密度。

而整包的约束力太低也会影响循环寿命。如何在能量密度和寿命之间寻找最佳平衡点，依然需要解决相关瓶颈。

此外，全固态电池并非绝对安全，其主要的热失控原因就是高温线正极分级释氧跟锂的燃烧反应，这样来看，采用锂金属负极的路线，依然路漫漫其修远兮。

全固态电池未来的发展

当前能够实现400Wh/kg的全固态电池主要是基于硫化物电解质的路线，针对该体系电池在轿车领域的应用，中国全固态电池产学研协同创新平台理事长，清华大学欧阳明高院士给出了清晰的发展路线，

1、2025-2027年，开发石墨/低硅负极硫化物全固态电池：以200~300Wh/kg为目标，攻克硫化物固态电解质，打通全固态电池的技术链，三元正极和石墨/低硅负极基本不变，向长寿命大倍率方向发展。

2、2027-2030年，开发高硅负极硫化物全固态电池：以400Wh/kg和800Wh/L为目标，重点攻关高容量硅碳负极，三元正极。硫化物固态电解质仍为主流体系，面向下一代乘用车电池。

3、2030年以后，锂负极硫化物全固态电池：以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，重点攻关锂负极，逐步向复合电解质（主体电解质+补充电解质）、高电压高比容量正极发展（高镍、富锂、硫等）。

以上时间点，跟欧阳院士在2024年8月底举办的 第二十届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上 针对全固态电池的趋势预测又有所提前。

去年多家企业20-40Ah的电池容量也迅速提高到了60Ah以上。

可见随着政府的支持，资本的青睐，产学研的协同，固态电池正在上演一场举世瞩目的“中国速度”，有望厚积薄发，在这个领域堵住日韩弯道超车的希望。

尤其是近期DeepSeek等AI大模型的发展，已经带领我们进入了文献AI读，报告AI写，模型AI算，以及优化AI做的时代。

不过欧阳院士也提到，现有的AI模型只是总结功能，虽然它在电池知识问答和电池文本挖掘任务上均表现优异，在电池设计任务上具备初步的总结能力，但尚欠缺科学分析能力，仍需要垂直领域大模型解决。

好在DeepSeek是开源大模型，后续所有人都能优化改进，未来发展的潜力无限。

近期，复旦大学课题组也是通过AI模型找到了合适的化学物质，能够通过打针注入电解液的方式延长电池寿命（参考“打一针”，电池就能复生！复旦原创方案登《自然》）

小结：

根据一汽和比亚迪的报道，当前的全固态电池已经实现了超过60Ah的大容量以及400Wh/kg的能量密度，在车用电池系统的开发商也迈出了坚实的步伐，有望在2027年实现示范性的应用，并在2030年后大规模推广。

随着产业化进度的加快，全固态电池理想的丰满，也在跟现实的骨感进行碰撞，尤其是在安全和寿命方面，依然需要全行业的共同努力。在AI大模型的助力下，相信梦想一定会照进现实。