近日,中國科學院物理研究所傳來重大突破:黃學杰研究員團隊聯合華中科技大學、中國科學院寧波材料技術與工程研究所等機構,成功攻克全固態金屬鋰電池的核心技術難題。該團隊開發的陰離子調控技術,從根本上解決了界面接觸問題,為全固態電池的實用化鋪平了道路。相關研究成果已在國際權威學術期刊《自然-可持續發展》上發表,標志著我國在固態電池領域取得關鍵進展。
固態電池被視為新能源領域的“終極方案”,其核心優勢在于安全性與能量密度的雙重提升。傳統液態鋰電池依賴易燃的液態電解質,存在熱失控風險,且能量密度難以突破300Wh/kg。而全固態電池通過替換為固態電解質,徹底消除了電解液泄漏和爆燃隱患。2024年,重慶太藍新能源研發的全固態鋰金屬電池通過200℃熱箱測試和針刺實驗,安全性遠超傳統電池。同時,其能量密度達720Wh/kg,是當前高端三元鋰電池的2.4倍,續航輕松突破1500公里。
從產業鏈來看,固態電池的突破覆蓋上游材料、中游設備到下游應用的全鏈條。上游材料中,固態電解質和鋰金屬負極是關鍵。硫化物電解質因離子電導率高,成為動力電池的主流路線,贛鋒鋰業已實現百噸級硫化鋰量產;氧化物電解質則因穩定性好,更適合儲能領域。鋰金屬負極的理論比容量達3860mAh/g,是傳統石墨負極的10倍,贛鋒鋰業生產的3微米超薄鋰帶已用于電池制造。中游設備方面,先導智能、贏合科技等企業已交付全固態電池整線,適配多種電解質路線。下游應用中,新能源車、低空經濟和儲能成為首批突破領域。寧德時代、比亞迪計劃2027年推出續航1200公里的固態電池車型;欣界能源的鋰金屬固態電池已用于電動垂直起降飛行器,續航翻倍。
市場規模方面,固態電池正迎來爆發期。2023年中國固態電池市場僅10億元,預計2030年將飆升至200億元,全球市場規模突破2500億元,出貨量達614.1GWh。這一增長背后,是固態電池對鋰需求的激增。全固態電池用鋰量是傳統鋰電池的2.4倍,2030年固態電池對鋰的總需求將達55.2萬噸LCE,占全球碳酸鋰需求的5%。技術路線上,短期(2025-2027年)以半固態電池為主,中期(2027-2030年)全固態電池規模化,硫化物主導動力電池,氧化物主導儲能;長期(2030年后)鋰金屬負極全面普及,電池能量密度突破500Wh/kg。
競爭格局中,中國已形成全鏈條優勢。2025年中國固態電池產能占比約35%,2030年將超50%。專利方面,2016-2019年全球固態電池專利增長率45%,中國企業占比超40%,寧德時代、比亞迪、贛鋒鋰業專利數量穩居全球前十。不過,鋰枝晶問題尚未完全解決,制備工藝離規模化還有距離,鋰資源供應不穩定可能推高成本。日本豐田、松下在硫化物路線上有先發優勢,國際競爭仍需警惕。
對于普通消費者而言,固態電池的落地進度值得關注。2027年是關鍵節點,寧德時代、贛鋒鋰業配套的車型若如期上市,重點看“15分鐘快充+1200公里續航”是否落地,以及價格是否比傳統車型高3萬元以內。產業鏈龍頭中,材料端看贛鋒鋰業(硫化鋰+鋰金屬負極),設備端看先導智能(整線解決方案),電芯端看寧德時代(自生成負極技術)。成本方面,目前固態電池成本是傳統鋰電池的2-3倍,2030年有望降至1.2倍,屆時才會全面普及。

















