在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，能源領(lǐng)域的創(chuàng)新始終是推動社會進(jìn)步的關(guān)鍵力量。近年來，全固態(tài)電池作為新一代電池技術(shù)，吸引了全球科研人員、企業(yè)以及投資者的目光，成為了能源領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。眾多跡象表明，全固態(tài)電池現(xiàn)已進(jìn)入關(guān)鍵研發(fā)期，預(yù)計在 2030 年前后將趨于成熟，屆時，它極有可能給多個行業(yè)帶來革命性的變革。

全固態(tài)電池，簡單來說，是對傳統(tǒng)鋰離子電池的一次重大革新。傳統(tǒng)鋰離子電池采用液態(tài)電解質(zhì)來傳導(dǎo)離子，實(shí)現(xiàn)充放電過程，但這種液態(tài)電解質(zhì)存在著諸多弊端，如易燃、易揮發(fā)，在高溫等極端條件下可能引發(fā)安全問題，并且能量密度提升受限，難以滿足人們對長續(xù)航、高安全性電池的需求。而全固態(tài)電池則將液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，從根本上解決了傳統(tǒng)電池的安全隱患，同時為提升能量密度打開了新的空間。這一改變看似簡單，實(shí)則涉及到材料學(xué)、電化學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜技術(shù)難題。

從全球范圍來看，各國政府和企業(yè)對全固態(tài)電池研發(fā)的投入持續(xù)增加。在政策方面，2025 年 2 月，工信部等 8 部門印發(fā)《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》，明確支持儲能用固態(tài)電池發(fā)展，提出加快長壽命、高安全性固態(tài)電池技術(shù)攻關(guān)，推動鋰電池和鈉電池固態(tài)化發(fā)展。4 月份，工信部印發(fā)的《2025 年工業(yè)和信息化標(biāo)準(zhǔn)工作要點(diǎn)》提出建立全固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系，以加速其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。這些政策的出臺，為全固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化營造了良好的政策環(huán)境，吸引了更多的資源投入到這一領(lǐng)域。

在企業(yè)層面，各大車企和電池制造商紛紛加大在全固態(tài)電池領(lǐng)域的布局。日本的豐田作為汽車行業(yè)的巨頭，一直致力于全固態(tài)電池的研發(fā)。雖然曾有消息稱其將全固態(tài)電池量產(chǎn)時間從原定的 2027 年推遲到 2030 年以后，但這也從側(cè)面反映出全固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)的難度和復(fù)雜性。即便如此，豐田在該領(lǐng)域的投入和決心并未改變，其計劃在 2027 年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池裝車測試，一旦技術(shù)成熟，大規(guī)模量產(chǎn)將為其在電動汽車市場贏得巨大的競爭優(yōu)勢。韓國的三星 SDI 也不甘落后，預(yù)計在 2027 年啟動量產(chǎn)，并且已經(jīng)與多家汽車制造商就生產(chǎn)問題展開討論。此外，美國的多家初創(chuàng)公司聚焦于能量密度、充放電速度等核心性能的突破性提升，加速推進(jìn)技術(shù)專利布局與量產(chǎn)工藝驗(yàn)證。

在中國，全固態(tài)電池的研發(fā)同樣進(jìn)展迅速。廣汽集團(tuán)在 2024 廣州車展上表示，其固態(tài)電池已取得突破性進(jìn)展，電芯能量密度達(dá)到 400wh/kg 時，能滿足電池在極端環(huán)境下的安全性與可靠性要求，計劃在 2026 年實(shí)現(xiàn)裝車搭載。廣汽埃安也宣布將在 2026 年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載。東風(fēng)日產(chǎn)在車展上展示的全固態(tài)電池技術(shù)，能量密度和續(xù)航里程幾乎可達(dá)現(xiàn)有電池的兩倍，充電時間縮短到傳統(tǒng)電池的三分之一，預(yù)計 2024 年啟動試點(diǎn)工廠，2028 年之前量產(chǎn)上市。長安汽車計劃在 2030 年推出液態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)等 8 款自研電芯，2027 年之前推動重量能量密度達(dá)到 350 - 500Wh/kg、體積能量密度 750—1000Wh/L，并逐步量產(chǎn)應(yīng)用，2030 年實(shí)現(xiàn)全面普及。

在技術(shù)研發(fā)方面，雖然全固態(tài)電池前景廣闊，但目前仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先，電極材料在嵌脫鋰過程中出現(xiàn)的體積膨脹和收縮問題，可能導(dǎo)致固態(tài)電極與電解質(zhì)界面分離，進(jìn)而縮短電池壽命。其次，高電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)雖能提升電池動力性能，但往往空氣穩(wěn)定性較差。再者，硅基材料雖可顯著提高電池能量密度，卻需要解決體積膨脹帶來的一系列難題。不過，科研人員正在積極探索解決方案。例如，中國科學(xué)院院士歐陽明高團(tuán)隊(duì)聚焦硫化物全固態(tài)電池技術(shù)路線，通過結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了 Ni90 高鎳正極跟硫化物復(fù)合電極下 235 mAh/g 的容量，1C 下循環(huán)超過 700 圈，5C 下循環(huán)超過 5000 圈，還創(chuàng)新性地提出了高容量、高穩(wěn)定性的硅碳負(fù)極制備方法。

從市場應(yīng)用前景來看，全固態(tài)電池一旦成熟并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，將在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。在電動汽車領(lǐng)域，其更高的能量密度將大幅提升車輛的續(xù)航里程，解決消費(fèi)者的 “里程焦慮”;出色的安全性將降低車輛起火等安全事故的風(fēng)險，提升電動汽車的整體安全性。在儲能領(lǐng)域，全固態(tài)電池可以提高儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能量存儲效率，為可再生能源的大規(guī)模存儲和利用提供有力支持。此外，在航空航天、機(jī)器人等對電池性能要求極高的領(lǐng)域，全固態(tài)電池也將大有用武之地。

預(yù)計在 2027 - 2030 年期間，全固態(tài)電池將逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。初期，它可能會率先應(yīng)用于高端電動汽車、航空航天、家庭儲能等對性能和安全性要求較高的領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷完善和成本的逐步降低，到 2030 年前后，全固態(tài)電池有望迎來產(chǎn)業(yè)化拐點(diǎn)，市場滲透率將快速增長。

全固態(tài)電池的研發(fā)正處于關(guān)鍵時期，盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，但全球各界的積極投入和不斷取得的技術(shù)突破，讓我們有理由相信，在 2030 年前后，全固態(tài)電池將趨于成熟并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。它的到來，不僅將改變我們的能源使用方式，還將為眾多產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇，推動整個社會向更加高效、安全、環(huán)保的方向邁進(jìn)。