電子發燒友網報道（文/黃山明）全固態電池是下一代電池技術的重要方向，與傳統的液態電解質鋰離子電池相比，全固態電池使用固態電解質替代了液態電解質，這讓固態電池擁有更高的安全性、更高的能量密度、更寬的工作溫度范圍以及更簡單的結構與設計。

目前已經有許多研究機構和企業都在積極研發全固態電池技術，并取得了不同程度的進展。比如中國數家研究機構近期在全固態電池技術上又取得了新的突破，讓全固態電池的商業化道路再次加速。

全固態電池技術再度突破

盡管全固態電池有種種優點，但想要實現商業化仍面臨著幾個主要的難題，如生產成本過高、技術上的挑戰以及產業鏈成熟度等。

比如在成本上，固態電池使用的材料和生產過程成本較高，尤其是一些關鍵材料如硫化物、氧化物等固態電解質材料的成本遠高于現有液態鋰離子電池的材料成本。此外，制造過程中所需的設備和技術也較為復雜和昂貴，這增加了整體的生產成本。

技術上也存在不小的挑戰，比如固態電池面臨的一個主要技術問題是固態電解質的離子電導率通常較低，這限制了電池的充放電效率。

同時，電極與電解質之間的界面接觸不良是另一個重要技術挑戰，這影響了電池的穩定性和壽命。相比液態電池，固態電池的界面更加復雜，需要更精密的技術來確保良好的接觸。而某些高性能固態電池材料，如硫化物，對環境非常敏感，容易與空氣中的水蒸氣和氧氣反應，這使得操作和封裝難度加大。

近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所在全固態鋰電池領域取得新突破，開發出了高能量密度、超長循環壽命的全固態鋰電池。

通常而言，全固態鋰電池所采用的正極材料導電率偏低，當前的解決方案是通過添加導電劑來提升導電率。但使用導電劑不僅會降低電池的能量密度，并且還會與正極材料發生化學反應，影響電池壽命。

山東能源研究院開發出了無需使用導電劑的全新正極材料——鋰鈦鍺磷硫硒復合物，相比傳統的正極材料，這種材料具有高電導率、高放電比容量、低體積變化、高能量密度以及超長的循環壽命等特點。

相比傳統鋰離子電池比容量的200mAh/g，新型正極材料的比容量達到250mAh/g，能量密度達到了390Wh/kg，超過了傳統鋰離子電池的200-300Wh/kg，意味著續航能力提升了近一倍。

而循環壽命的表現更加優異，可以在2.5C快充下達到20000次循環，并且正極體積變化僅為1.2%（傳統材料約為2.46%），電子電導率也達到了使用導電劑的普通正極材料的4-5倍。

除了循環壽命更高外，該電池再經過5000次循環充放電后，仍然能夠保持80%的初始容量，可完全滿足動力設備的使用需求，實現了能量密度和使用壽命的雙重突破。

全固態電池正加速商業化

目前，山東能源研究院正在與一些鋰離子電池生產企業進行協同合作，布局建設年產噸級的正極材料生產線，開展對全固態鋰電池技術的研發和驗證，加快實現批量化生產。

與此同時，阻礙全固態電池量產最大的痛點生產成本上，也已經有企業給出了解決方案。此前欣旺達公開宣布其全固態電池的成本預計將在2026年降至2元/Wh，這一成本水平與半固態電池的成本接近。

此外，中國科學技術大學馬騁教授團隊在新能源材料領域取得重大突破，成功開發出一種新型硫化物固態電解質，其原材料成本僅為每公斤14.42美元，這一價格遠低于市場上其他同類硫化物固態電解質的8%，也極大降低了全固態電池的生產成本。

同時，多種技術路線正在被探索開發當中，包括使用聚合物、氧化物和硫化物作為固態電解質材料。一些企業正在開發復合全固態電池，這被認為是實現量產的有效途徑。

這顯然讓全固態電池的商業化道路不斷加速，比如Solid Power在去年底便宣布，已經生產出首批固態電池A樣品，并將其交付給了寶馬汽車，標志著技術上的一個重要突破。而寶馬也希望在2025年之前推出第一輛基于Solid Power電池技術的原型車。

由大眾集團、上汽集團、德國馬牌等共同出資支持的固態電池企業QuantumScape也與大眾汽車旗下的PowerCo達成戰略合作，計劃利用QuantumScape的固態鋰金屬電池技術每年生產滿足多達100萬輛電動汽車所需的電池。

國內多家知名汽車制造商與電池供應商也在布局全固態電池領域，期望通過技術創新提升電池的能量密度與安全性，滿足新能源汽車市場日益增長的需求。

如蔚來、國軒高科等企業已率先推出半固態電池產品，并計劃在未來幾年內實現量產。寧德時代、廣汽集團等頭部企業也明確了全固態電池的研發時間表，預計將于2026至2027年間實現小批量或量產搭載。

此次也能看到，山東能源研究院的材料盡管才剛剛從實驗室中誕生，但其商業化進程已然在啟動當中，并已經與相關企業進行了緊密合作。

可以看出市場對于新型電池材料的渴求與巨大經濟潛力，前幾年，國內普遍預估全固態電池將在2030年左右進入更廣泛的商業應用階段，尤其是在電動汽車市場，固態電池的普及將為能源存儲方式帶來革命性的變化。但伴隨著市場新技術的不斷涌現，全固態電池的商業化進程在不斷加速，甚至未來幾年就能夠看到全固態電池的初步商業化。

小結

全固態電池的商業化進程雖然面臨諸多挑戰，但隨著科技的進步和市場的逐漸成熟，其商業化前景仍然值得期待。未來的發展需依賴于持續的技術創新、成本控制以及產業鏈的全面協作。此次國內相關研究機構的新型材料，也將有望進一步提升全固態電池商業化的進程。