近日，固态电池在界面与电解质等关键领域取得系列突破。清华大学张强团队通过设计“富阴离子溶剂化结构”，开发出新型含氟聚醚电解质，基于此制备的8.96Ah软包电池能量密度高达604Wh/kg，且顺利通过针刺与120℃热箱测试，实现了高安全性与高能量密度的统一。中国科学院金属研究所在聚合物主链中引入乙氧基团与短硫链，开发出界面一体化电极—电解质材料，不仅使柔性电池可承受20000次弯折，更将复合正极能量密度提升约86%，为柔性器件发展开辟了新路径。此外，武汉大学杨培华课题组提出的阳离子—两性离子聚合物电解质实现了高离子电导率与高锂离子迁移数的协同提升，为固态电池设计提供了新思路。这些从材料到界面的协同创新，为固态电池发展按下了“加速键”。

一、源流探析：固态电池的发展脉络

固态电池是一种采用固体电极与固体电解质的创新型电池体系，其发展历程可追溯至上世纪中叶。1950年，英国科学家发现硫化银具备较高的离子电导率，为固态电解质研究奠定基础。1969年，首款以LiI为电解质的薄膜型全固态锂离子电池问世，但因容量低且不可充电，应用受限。1983年，东芝公司成功开发出可实用的二次薄膜电池，有力推动了无机全固态薄膜锂电池的进一步研究。

1990年以来，美国橡树岭国家实验室研制出锂磷氧氮（LiPON）无机固态薄膜电解质，并构建出Li/LiPON/LiCoO₂等多种薄膜锂电池体系。该电解质循环性能优异，成为推动全固态薄膜锂电池走向商业化的重要里程碑。2000年以来，全球各大车企与科研机构纷纷加大对固态电池的研发投入，氧化物、硫化物、聚合物等多种电解质体系相继得到开发与系统研究。

2010年以来，固态电池技术迎来多项重大突破，产业化进程显著提速。2016至2019年间，全球固态电池专利数量呈现爆发式增长，年均增长率高达45%。2022年，卫蓝新能源车规级半固态电池成功下线，电池包能量密度达360Wh/kg；2024年，重庆太蓝新能源宣布研发出全球首款符合车规标准的全固态锂金属电池。丰田、东风、上汽等多家主流车企和电池厂商也已明确固态电池装车时间表与量产计划。

二、核心优势：固态电池的三大优势

从终端用户视角来看，固态电池通过其颠覆性的材料与结构设计，解决了困扰用户的三大焦虑：安全、续航和性能。

（一）安全焦虑。传统锂电池的安全隐患在于其使用了包含碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等易燃有机溶剂的液态电解质，当电池内部短路、过热或受到外部撞击时，易引发“热失控”——即电解质分解产生可燃气体，并迅速与氧气反应，导致剧烈的燃烧甚至爆炸。而固态电池使用不可燃、无腐蚀、不挥发的固态电解质，从根本上移除了液态电解质这一主要“燃料”，消除了电解液泄漏和燃烧爆炸的风险，也大幅提升了电池的热稳定性。如哈工大王家钧团队设计的耐高温固态电池，能在120℃高温下稳定循环超过1000次，工作温度范围可拓宽至-40℃至150℃，为极端环境下的应用提供了安全保证。

（二）续航焦虑。受石墨负极（理论容量372mAh/g）和现有正极材料（如钴酸锂、三元材料等）的容量瓶颈限制，当前商用锂电池能量密度在250-300 Wh/kg左右，理论能量密度上限约为300-350Wh/kg，难以满足航空/重卡等场景需求。而固态电池能兼容更高性能的电极材料，如超高镍三元、富锂锰基等高电压正极材料和高容量的金属锂负极，加上取消了隔膜和液态电解质（占传统锂电池近40%的体积和25%的质量），固态电池能量密度实现跨越式增长。目前，已商业化的半固态电池能量密度已达350-400 Wh/kg，理论上可使汽车续航里程突破1000公里，远超液态电池水平。而清华大学张强团队研发的新型固态电池，能量密度高达604 Wh/kg，基于此电芯能量密度计算，理论续航里程可突破1500公里。

（三）性能焦虑。固态电池缓解了传统锂电池在充电效率、使用寿命和全气候适应性等方面的性能短板。如充电速度方面，传统锂电池为保障安全和使用寿命，快充功率和速度受限，而固态电池内阻更小，理论上可承受更大的充电电流，其充电时间有望缩短至10分钟级别，使充电体验接近燃油车加油，能显著化解“里程等待”焦虑；电池寿命方面，传统锂电池在长期使用和快充下，易产生锂枝晶刺穿隔膜，导致电池加速衰减，而固态电解质机械强度高，从理论上能有效抑制锂枝晶的生长，从而大幅减缓电池衰减，其理论循环寿命可达5000次以上，远超当前液态电池（约3000次）；全气候适应性方面，传统锂电池在低温下电解液黏稠，导致性能锐减，而固态电解质即使在-40℃的极寒环境下，仍能保持优异的离子传导能力，能有效缓解冬季续航缩水问题。

三、现实之路：应用现状和核心挑战

（一）应用现状

由于高能量密度、高安全性和长使用寿命，固态电池被应用在新能源汽车（高端乘用车、长途重卡等）、低空经济（无人机、电动垂直起降飞行器 (eVTOL)）、人形机器人、大规模储能以及军工航天、外骨骼等特种领域。

从应用进程看，固态电池技术正处于从实验室走向规模化商业应用的关键过渡期。其中，半固态电池在保留部分固态电池优势的同时降低技术门槛，已在汽车等领域实现装车应用。如宁德时代的凝聚态电池能量密度达350-400Wh/kg，已搭载于蔚来 ET7、智己 L6 等车型；蜂巢能源建成2.3GWh半固态电池产线，计划2025年11月量产交付车企，并获 eVTOL（电动垂直起降飞行器）定点项目；卫蓝新能源为蔚来ET9提供150kWh 半固态电池，CLTC标准续航里程达935公里。而全固态电池由于技术难度更高，整体仍处于小试、中试及规划量产阶段。如丰田计划2025年底推出首款全固态电池SUV（bZ5X固态版），CLTC续航达1020公里；宁德时代建成硫化物+卤化物复合电解质全固态电池中试线，能量密度突破500Wh/kg，计划在2027年小批量配套理想MEGA车型；中创新航的全固态硅基体系电池能量密度达430Wh/kg，其配套产线已投产，有望成为国内首批具备规模化交付能力的全固态电池产线之一。孚能科技计划2025年底投产全固态电池中试线，2026—2027年小批量装车。

（二）核心挑战

虽然固态电池具有高安全性与高能量密度等显著优势，且已在部分领域实现初步量产，但从“能用”到“好用”仍面临诸多挑战。固态电池的商业化进程主要面临以下三重障碍，其核心在于尚未完全突破的技术瓶颈及其带来的衍生问题：目前固态电池主要存在聚合物、氧化物和硫化物三大技术路线（国内企业主要为高镍三元+碳硅负极+硫化物路线），每条路线均存在明显短板：聚合物体系室温离子电导率偏低，氧化物路线界面阻抗较大，硫化物电解质则对空气敏感、环境适应性差。此外，锂枝晶生长、实际循环寿命仍未达到理论预期等共性技术难题，也制约其大规模应用。尽管半固态电池作为过渡方案已在部分场景落地，但全固态电池在材料、工艺与系统集成等方面仍需持续攻关。其二，是居高不下的综合成本。固态电解质（尤其是硫化物、新型聚合物）及与之匹配的高性能正负极材料生产成本高昂。目前，全固态电池的材料成本约为2元/Wh，是传统液态锂电池（约0.4-0.5元/Wh）的3倍-5倍。加之生产工艺尚不成熟，叠片、封装等关键工序的良率与效率仍有待提升，进一步推高了制造成本。以搭载100kWh全固态电池的电动车为例，仅电池包成本就高达约20万元，导致整车售价可能突破40万元，严重制约其市场竞争力。其三，是尚不完善的产业链配套。从固态电解质、锂金属负极等关键材料，到干法电极、固态成型等专用装备，固态电池尚未形成规模化、稳定可靠的供应链体系。在制造环节，匀浆、涂布、烘干等传统工艺难以直接沿用，而适用于固态电池的连续沉积、压印集成等新工艺仍处于中试验证阶段，电池一致性与良品率的控制仍是挑战。

四、未来图景：未来趋势与发展展望

当前，我国围绕固态电池技术已构建起“中央政策引领—地方试点推进”的立体化推进体系。中央层面，工信部等八部门《新型储能制造业高质量发展行动方案》，将固态电池列为重点攻关方向；《有色金属行业稳增长工作方案（2025—2026年）》，明确加快全固态电池材料等高端产品应用验证，从国家战略高度明确发展路径。地方层面，深圳、上海等地积极跟进，出台专项产业行动方案，通过培育区域产业集群、提供税收优惠、设立研发专项等多元化举措，加速形成有利于固态电池技术孵化与产业集聚的良好生态。

在密集的政策支持下，全固态电池量产的技术瓶颈正逐步被突破，多项关键技术陆续取得实质性进展。如中科院金属研究所开发的新型聚合物材料 能大幅降低界面阻抗，基于该材料制备的柔性电池可承受高达20000次反复弯折。与此同时，清华大学张强团队提出的“富阴离子溶剂化结构”，通过热引发原位聚合技术，显著提升了电池的耐高压性能与界面稳定性。此外，武汉大学团队的新型阳离子—两性离子聚合物电解质解决了离子电导率低等问题，国轩高科的全固态电池实验线据称实现了90%的良品率。这些技术突破为全固态电池的量产奠定了初步基础。

尽管固态电池在关键技术层面已取得显著进展，但行业普遍认为，“全固态电池商业化元年”的真正到来预计将在2027年左右。根据中信建投研究报告预测，我国固态电池产业化进程将分阶段推进：2025–2026年，国内将密集落地中试产线，并启动全固态电池的装车验证与数据积累；2027年实现小批量装车应用；2028–2029年，有望在低空经济、机器人等高价格容忍度领域率先实现规模化放量；至2030年，进一步拓展至中高端电动汽车市场，步入规模化应用阶段。

在这一产业化进程中，为加速推动固态电池从技术突破走向商业成熟，政府仍需从以下四方面协同发力：一是深化技术攻关。聚焦核心材料与量产工艺，着力解决固态电解质材料（尤其是硫化物体系）在纯度、稳定性与成本方面的瓶颈，重点研发适配固态电池特点的连续化、高速化量产装备，如干法电极制片设备、大面积电解质薄膜制备系统等，系统性降低固态电池的制造成本。二是强化成果转化。构建以企业为主体、高校与科研院所协同参与的创新体系，加快布局具备工程验证能力的固态电池中试平台，集中破解固态电池从实验室样品到规模化生产过程中的共性工艺难题，有效缩短研发到量产的转化周期。三是推动供应链协同。鼓励电池龙头企业或整车企业发挥“链主”作用，主动向上游延伸布局，整合并培育涵盖固态电解质、锂金属负极等关键材料及专用装备的供应链体系，构建稳定、高效、自主可控的产业链生态。四是强化政策引导。完善固态电池产业政策体系，通过示范应用、首台套装备等政策对固态电池创新产品予以支持。设定技术指标、能耗与碳排放等准入门槛，引导社会资本与创新资源投向真正具备技术实力的环节，防范低水平重复建设，推动产业实现健康有序发展。