固态电池，再一次站到了台前。

· 上汽集团表态其固态电池和相关车型将于2025年量产，其电池包上的创新设计已实现动力电池系统“零热失控”。· 丰田下一代固态电池将于2026年推出，2027年在雷克萨斯新车中装备，充电10分钟，续航接近1500公里。

随着电动车的渗透率越来越高，安全性变成一个核心要素。固态电池是解决安全性和提升能量密度的重要方向和技术，当前各国企业进入军备竞赛阶段，加注研发固态电池。

目前，中国、美国、日本、韩国、英国等国家的研究机构和企业都在积极研发固态电解质。布局的固态电池企业分为三大类，一类为创业型企业，如QuantumScape、SolidPower、辉能等；一类为电池企业，如CATL、三星SDI等，一类为车企，如丰田、本田等。

那么，国内外各大企业对于固态电池的进展及布局情况是如何？我们梳理一下相关进展及布局情况，以供查阅。

制表：ATC汽车技术会议 资料来源：新材料在线

制表：ATC汽车技术会议 资料来源：新材料在线

企业选择的技术体系也不相同，Bollore、IMEC选择固态聚合物；TDK（MLCC）、辉能选择氧化物体系；QuantumScape兼顾三大技术体系；CATL则选择硫化物体系。但是，整体来看，全球范围对全固态电池的量产时间预计至少在2025年以后。

为什么这么多企业都宣称自己掌握了固态电池？相比锂离子电池，它有什么优势？

固态电池即是使用固态电解质的电池。锂电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大主材组成，起到输送离子、传导电流的作用。但液态电解质中，有机溶剂具有易燃性、高腐蚀性，同时抗氧化性较差、无法解决锂枝晶问题，因此存在热失控风险，也限制了高电压正极、锂金属负极等高能量材料的使用。固态电池则是将电解液，部分或全部替换成固态电解质。可大幅提升电池的安全性、能量密度，是现有材料体系长期潜在技术方向。

按照电池中液态电解质的含量差异，固态电池可分为全固态、准固态、半固态三类。其中，全固态电池不含任何液态电解质、准固态电池液态电解质质量百分比小于5%、半固态电池液态电解质质量百分比小于10%。

固态电池与液态锂电池对比

液态锂离子电池和固态锂离子电池只有一个区别：电解质是固态还是液态。

“电解质是根本区别，有液体电解质就不算固态电池。”国内一家居于领先位置的电池研究项目负责人介绍，两者原理是相同的，都是摇椅理论。

不过在他看来，两者有诸多不同。比如虽然传递能量的机制相同，但传递能量的物质不同；两者本质结构相同，但微观层面相差太远，液态电池每个结构浸润液态，结构追求疏松，而固态电池强调致密性，又脆又硬。

当前主流磷酸铁锂电池能量密度一般在150-210Wh/kg左右，三元锂电池能量密度在200-300Wh/kg，但均已接近电池电化学体系上限，达到能量密度的天花板，但固态电池的能量密度能做得更高，理论上固态电池的能量密度可以达到液态锂电池的2-5倍，极大提高电池续航性能。

由于采用了固态电解质，提升了锂电池的循环次数，延长了使用寿命。还有，固态电解质能量密度能够突破目前液态锂电池的上限，300到400Wh／kg是基本下限。

优势明显的同时，固态锂离子电池需要突破的技术难题也不少。

固态电池虽然有很多优势，但也有很多难题。其中最大的难题就是如何实现大规模、低成本、高质量的制造。目前，固态电池的制造过程还存在以下4个方面的问题：

材料选择：固态电解质的材料种类很多，包括硫化物、氧化物、氮化物、磷酸盐等，但每种材料都有其优缺点。例如，硫化物具有高离子导电率和低制造温度，但也容易受水分和空气的影响而降解；氧化物则具有高稳定性和高功率密度，但也需要高温烧结和高压压制，增加了成本和难度。

电极界面：固态电解质与固体电极之间的界面是影响固态电池性能的关键因素。由于固体与固体之间的接触面积较小，会导致内阻增加、锂离子传输受阻、容量损失等问题。因此，需要优化界面结构和材料，提高界面的亲和性和导电性。

成型工艺：固态电池的成型工艺包括烧结、压制、涂覆等步骤，需要控制好温度、压力、时间等参数，保证电池的均匀性和一致性。同时，还要考虑到成型工艺对材料性能的影响，避免出现裂纹、空隙等缺陷。

封装技术：固态电池的封装技术要求比液态电池更高，因为固态电池更容易受到外界环境的干扰。例如，硫化物固态电解质对水分和空气非常敏感，需要使用特殊的封装材料和设备，保证电池的密封性和稳定性。

以上问题都给固态电池的制造带来了巨大的挑战和成本。据估计，目前固态电池的成本是锂离子电池的10倍以上。虽然丰田公司声称已经简化了生产过程，并将成本降低了一半，但这仍然不足以与锂离子电池竞争。

最致命的例子便是美国电动汽车公司Fisker

2017年，Fisker发布一项固态锂电池专利：充电1分钟，续航800公里。这在当时确是振奋人心的消息。创始人Henrik Fisker当时信心满满，预估固态锂电池2023年量产，价格也会比液态锂离子电池便宜三分之二。

但是，随后的两年，公司宣称的搭载固态电池的跑车迟迟未能下线，公司只能推出液态电池电动车搪塞闯关。2021年，Henrik Fisker无奈承认：他们已彻底放弃固态电池计划。

“这是一种这样的技术，当你觉得已经完成了90%，几乎达到目标时，然后你意识到剩下的10%比前面的90%困难得多。”Henrik Fisker说，“我们完全放弃了固态电池，因为真的无法落地。我个人认为，不管是哪种形式的量产，固态电池至少还需要7年。”

尽管固态电池在安全性、能量密度等方面具备无与伦比的优势，是未来锂电行业发展的重要方向，但就现阶段来说，技术和成本仍然严重制约了固态电池的推广和普及。

眼下固态电池仍处于研发阶段，技术尚不成熟，存在固-固界面接触不稳定影响性能发挥、固体电解质导电率差、采用锂金属易发生枝晶生长存在安全风险等问题。不仅如此，全固态体系的电解质材料研究目前尚处于探索阶段，技术尚未成熟，短期内难以实现大规模的商业化。