全球固态电池竞速驶入新阶段

今日快讯 2025年10月17日 01:57 0 aa

固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向，在新能源汽车、低空经济等领域具备广阔的应用前景。

据央视新闻，近日，我国科学家成功攻克了全固态金属锂电池的 “卡脖子”难关，让固态电池性能实现跨越式升级，有望解决固固界面的接触难题，彻底打通固态电池的续航瓶颈。

在基础研究取得关键进展的同时，产业层面的合作与落地也在同步推进。近日，丰田汽车官宣与住友金属矿山达成合作，共同推进下一代电池技术研发。

突破关键技术解决难题

中国科研团队在固态电池基础研究领域取得了关键进展。

据中国科学院物理研究所官网科研动态信息，由该所研究员黄学杰团队联合华中科技大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等组成的研究团队开发出一种阴离子调控技术，解决了全固态金属锂电池中电解质和锂电极之间难以紧密接触的难题。

从技术角度来看，据新华社报道，固态电解质与金属锂电极的界面接触问题一直是制约其产业化的难题。传统做法依靠笨重的外部设备持续施压，但锂电极和电解质之间仍然存在大量微小孔隙和裂缝——这不仅会缩短电池寿命，还可能带来安全隐患。

图源：中国科学院物理研究所官网

针对技术挑战问题，中国科学院物理研究所官网文件指出，全固态金属锂电池“制造”和“运行”分别要经历“高”和“低”两种压力，在高压力下金属锂发生蠕变易引发电池短路，而低压力下固-固界面又会接触不良，金属锂负极本身的体积效应严重，循环中界面劣化问题严重。

黄学杰接受中国汽车报采访时也提到，锂金属负极与固体电解质之间界面处易生成孔洞且随循环而恶化，从而导致界面接触失效和性能快速衰减，是全固态金属锂电池面临的主要挑战之一。

面对电池寿命和安全隐患等挑战，该研究团队在电解质中引入了碘离子。在电池工作时，这些碘离子会在电场作用下移动至电极界面，形成一层富碘界面。这层界面能够主动吸引锂离子，自动填充所有的缝隙和孔洞，让电极和电解质始终保持紧密贴合。

在实际测试过程中，基于该技术制备出的原型电池经历数百次循环充放电后，性能依然稳定，远超现有同类电池水平。

据介绍，这种新设计不仅制造更简单、用料更省，还能让电池更耐用，未来有望为人形机器人、电动航空、电动汽车等领域带来更安全高效的能源解决方案。

美国马里兰大学教授、固态电池专家王春生对此评价道：“该研究解决了制约全固态电池商业化的关键瓶颈问题，为实现其实用化迈出了决定性一步。”

据央视新闻报道，除了中国科学院物理研究所的“碘离子胶水”，还有中国科学院金属所的“柔性变身术”、清华大学的“氟力加固”等技术迎来突破。

其中，“柔性变身术”是科学家用聚合材料给电解质打造了一副“骨架”，让电池像升级版保鲜膜一样抗拉耐拽。弯折2万次、拧成麻花状都完好无损，完全不怕日常变形；“氟力加固”是科研团队用含氟聚醚材料改造电解质，能够防止高电压“击穿”电解质，这项技术在满电状态下经过针刺测试、120℃高温箱测试都不会爆炸。

在科研取得突破性成果的同时，产业界也再积极推进全固态电池技术落地。

丰田联手住友加速固态电池开发

日前，丰田汽车宣布了与住友金属矿山在固态电池领域的合作。

丰田汽车全球官网发布消息称，住友金属矿山株式会社（以下简称“住友金属矿山”）与丰田汽车就量产用于纯电动汽车（BEV）的全固态电池正极材料达成合作协议。双方将通过此次合作推进研发进程。

值得注意的是，丰田在合作公告中明确提出了全固态电池的量产时间表，计划于2027年至2028年间推出搭载全固态电池的纯电动汽车。

图源：中国科学院物理研究所官网

丰田汽车方面还表示，作为下一代电池技术，全固态电池相较于当前使用液态电解液的传统电池，具有体积更小、输出功率更高、寿命更长的潜力。应用于纯电动汽车时，全固态电池有望带来续航里程更长、充电时间更短、输出功率更高的性能提升。

其实，除丰田汽车外，全球已有多家企业先后围绕固态电池进行研发布局。

据公开资料显示，现代汽车计划在2025年开始测试采用全固态电池的电动汽车；梅赛德斯奔驰在2025年2月已开始全新固态电池测试车的道路测试，目标是在5年内投入量产；比亚迪固态电池预计在2027年左右启动一些批量的示范装车应用；今年5月奇瑞汽车搭载全固态电池的星纪元ET开启路试；长安汽车预计金钟罩全固态电池将在2025年底前实现功能样车首发，业内多家车企均相继公开全固态电池研发进展。

据招商大宗商品研究，国内半固态电池处于量产前夕，已有部分车型装车落地，全固态电池将于2027年实现千辆级别示范性装车，2030年实现规模化应用。

中信证券分析称，2025年是半固态电池成熟产品推出并逐步放量、全固态技术路线逐步明晰并收敛的重要年份。据测算2030年全球固态电池出货量将达到642.6GWh，2024～2030年复合年均增长率达到133%。

但也有观点认为，尽管目前市场中固态电池捷报频传，但距离真正商业化仍有较长距离。北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔指出，全固态电池作为未来的发展方向，目前技术远未成熟。

“行业中仍面临诸多难题，导致全固态电池尚未实现商业化。” 张翔进一步解释道，当前市场中已装车的电池大多数为半固态电池，且其应用比例较低，大部分仍停留在展览展示阶段，距离大规模商业化应用还有相当长的路要走。

内容综合自央视新闻、中国科学院物理研究所官网科研动态信息、中国汽车报、丰田汽车官网等。