川观新闻记者 史晓露
固态电池被认为是下一代电池终极形态,今年以来热度飙升。
11月25日,在2025年第二届中国国际锂业大会上,天齐锂业发布自主研发的全固态电池核心材料“硫化锂”新品,天齐锂业创新实验研究院院长刘杨透露,公司年产50吨的硫化锂中试线正积极推进建设。该工艺单位生产成本为行业平均水平的60%,为固态电池的规模化应用提供坚实的材料保障。
当前,从新能源汽车到低空飞行器、人形机器人,消费者对电池性能的期待越来越高。然而,传统液态锂电池的能量密度已接近极限,续航与安全的双重挑战已经成为产业发展的“天花板”。
全固态电池,被公认为下一代电池技术的答案。它的能量密度是传统锂电池的2倍以上,能让新能源车的续航从500—700公里提至1000公里以上,而且更安全、循环寿命更长、适用温度更广。
在固态电池的竞技场上,目前主要有三条技术路线展开激烈角逐,分别是硫化物、氧化物和聚合物路线。其中,硫化物路线的离子电导率最高,但化学稳定性差、制造成本高;氧化物路线稳定性好、成本相对较低,但加工性能差、电导率低;聚合物路线加工性能优异,但耐氧化性差、电导率低。
刘杨认为,在众多技术路线中,硫化物电解质因其优良的物化性能,被视作产业化的最优路径。当然,硫化物固态电池的产业化应用也面临众多瓶颈,首要就是关键原材料硫化锂。
早在2018年,天齐锂业就前瞻性立项研发硫化锂。“目前,天齐锂业已经攻克了硫化锂的材料关和量产关。”刘杨透露,这50吨中试线,其实是把技术跑通了,硫化锂产线采用自主工艺设计,设备实现100%国产化,同时可复制性很强。目前,天齐锂业已与数十家产业链伙伴紧密合作,其硫化锂产品已在电动汽车、低空飞行器等高增长领域开展测试应用,正在形成一个从材料到应用的创新闭环。
当前,多家锂电企业竞相布局固态电池赛道。宁德时代预计2027年全固态小批量生产,2030年前后有望大批量应用;9月初,亿纬锂能“龙泉二号”全固态电池已下线;国轩高科的金石全固态电池中试量产良品率达90%;赣锋锂业也实现500Wh/kg级10Ah固态电池产品小批量量产。
不过,从关键材料突破到固态电池商用,还有漫漫长路。固态电池产业化还面临工艺、成本等一系列挑战。
技术方面,“固—固界面”问题被学界认为是全固态电池最核心的技术瓶颈。在液态电池中,流动的电解液可与电极材料实现全方位充分浸润,离子传输畅通无阻。而固态电池中,固态电解质与电极如同坚硬的“顽石”,其接触面不可避免地存在无数微小缝隙,严重阻碍离子的高效传输。
“如果以一个人的成长阶段作为类比,全固态电池还处在‘摇篮期’。”五矿新能源材料(湖南)股份有限公司前沿材料研究中心总监白立雄表示,从长期来看,固态电池在电化学性能、安全、成本等方面全面优于液态电池,但从当前研发实际来看,其优势还较为有限,比如在针刺、撞击等苛刻条件下的安全性能,尚未达到预期目标。
技术瓶颈直接推高了成本。比如,硫化物固态电解质的关键前驱体——硫化锂,目前价格高达200万—300万元/吨,占电芯成本超过50%。业内估算,固态电池成本是传统液态电池的5倍以上。
固态电池何时才能实现产业化?
“目前业内达成的共识是,在2027年可能出现示范性或小规模应用,2030年后将逐步进入市场化阶段。”刘杨表示,从长远来看,随着各种材料不断迭代,每条技术路线都会在成本、性能和安全性的平衡中找到自己的生态位,应用于不同细分领域,未来固态电池产业将呈现百花齐放的格局。
编辑:余凤
责任编辑:陈翠
编审:张宏彦

0