作者：王蒙
本文写作时间：2025年3月1日
最近的新兴产业红红火火，百花齐放，春节有DeepSeek的出圈，机器人也催化不断，在十四五末和十五五开局之际，已经在宣告：未来已来。题材演绎的风风火火，产业趋势渐行渐近是不争的事实。大模型、算力、AI应用、智驾，具身智能已经走进身边，固态电池也将在不远的未来亮相，远期的可控核聚变，量子计算相信在不远的将来也会走入大众视野。
2019年是新能源车的元年，当时还在按计算器算到2024年渗透率能不能达到30%，如今基本将近50%了，而固态电池从一个储备技术，也慢慢走向装车以及量产。
今年2月中旬的固态电池大会上，比亚迪宣布了固态电池应用时间表，固态电池将于2027年装车，2030年量产，装车时间提前，产业落地加速。几日前，奔驰进行了固态电池路试，这是丰田之后近5年来的全球首次，而电动车百人大会也再次确认了2027年装车30年量产，产业端反复强化。那么固态电池是什么？它为何那么重要？
在说固态电池之前，首先看传统锂电池的工作原理。锂电池的构造是正极、负极、隔膜、电解液等组成，带正电的锂离子和带负电的电子相互吸引，正负极之间有一层隔膜，隔膜只允许锂离子通过而隔绝了电子。充电时在电压的推动下锂离子和电子汇聚在负极，放电时锂离子从负极释放回到正极，电子通过外部电路回到正极和锂离子汇合，就形成了电流，充放电的过程是锂离子和电子来回“奔跑”的过程。通常所说的安全问题就出在电解液上面，一般来说电解液的成分是六氟磷酸锂+有机溶剂+添加剂调配而成，易燃易挥发且有腐蚀性，一旦产生事故导致电解液泄漏，可能会发生火灾或爆炸。虽然电池厂商添加了防撞泄压装置以及其他的技术去解决问题，但在解决思路上，替代电解液是终极解决方案，也是固态电池的核心思路。
那么固态电池就是用安全不易挥发的固体电解质替代液体电解质，这样下来，固态电解质可以让能量密度有质的提升。由于固态材料替代了液态电解液，节省了内部空间，从而同体积情况下能装下更多的正负极材料，比如正极材料可以用能量密度更高的高镍正极材料，传统的石墨负极用硅碳负极或金属锂负极替代。除了能量密度的大幅提升，安全性能也会实现飞跃，让车的续航能力轻松达到上千公里。除此之外，快充性能和低温场景的稳定性都能得到根本解决。如果消费者购买一辆搭载固态电池的车，充电快循环次数有保证，在北方严寒地区性能不衰减，并且轻轻松松续航达到1000公里，这不仅是对于新能源车格局的重塑，对现有体系的降维打击，更是对燃油车的灵魂发问：还会有多少人买你？
除汽车应用领域之外，工程机械、低空eVTOL、小型船舶以及具身智能都给固态电池应用场景带来了拓宽。一个续航时间只有20分钟的机器人只是个花架子，一个为了提升续航能力而背着巨大电池包的机器人也不现实，因此固态的突破则是各产业之间的协同发展的结果。从这个角度来看，固态电池不仅仅只是电池，而是电动化应用终端动力的源泉。
目前固态电池的技术路线主要是三种：氧化物、聚合物和硫化物。聚合物是合成材料，具有良好的离子电导率和良好的柔韧性、稳定性和界面相容性，加工简单成本低廉，而且可以兼容现有的工艺，但离子电导率低。硫化物是离子电导率最高的电解质，基本上能够接近或者超过传统的液态电解液，有良好的机械性能和电化学性能，但硫不稳定，很容易在空气中发生反应从而产生剧毒气体，发生爆炸，那么其生产工艺将会更加的复杂，储存和使用也麻烦，从而导致高成本，并且充放电需要高压支持。氧化物是一种折中的方案，离子电导率介于硫化物和聚合物之间，最突出的性能是稳定性和安全性，不容易被锂枝晶刺穿，制备成本低，但需要在电解质中加入锆或者钛、镧等稀有金属，而且氧化物电解质太硬，造成正负极接触区域接触不充分，影响充放电效率。
半固态量产难度较小，已有装车案例，但也是作为全固态的一种过渡路线。去年宁德携手峰飞航空已经成功试飞了4吨级eVTOL，并表示正在积极加速投入8吨级的研发，预计2027-2028年发布，支持2000-3000公里的航程。预计今年3、4月份联合峰飞航空开发布会，发布最新凝聚态电池，届时期待更多的技术参数突破和黑科技的亮相。
国外方面，日本在固态电池技术方面进行了举国压宝，上一个压宝的技术是氢能，但目前看下来氢能的大规模商业化应用还比较遥远，日本也错过了发展电车的最好时机，那么固态电池将是日系车翻盘的最后机会，丰田也拥有较多的硫化物专利技术，企图树立起硫化物专利墙。美国Quantum Scape和Solidpower有了些许进展，在去年10月份小规模生产了软包固态，不过它的技术路线较为激进，采用目前看下来成熟度一般的锂金属负极路线，锂金属负极在充放电过程中会发生体积变化，从而产生鼓包，因此要做成软包电池，以预留体积变化的空间，欧洲的Factorial和PowerCo也在推进中。
从产业内部的调研来看，目前看下来大规模商业化量产的难度较大，硫化锂的生产成本还有很大降本空间，宁德时代董事长也表示，如果全固态技术满分10分，自己目前的进度能打4分。但随着能量密度一点一点地突破，材料应用和技术方案每一次的小步快跑和迭代，相信固态电池全面商业化应用的日子将渐行渐近，也相信在全球都在虎视眈眈的这项技术中，率先取得突破的依然是中国厂商，下一个宁德，还是宁德，下一个比亚迪，还是比亚迪，站上下一个新能源动力高地的，还是我们。
