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固态电池技术三大突破,产业化进程骤然加速

2025-10-29   

中国电源产业网

导语:日前,清华大学张强教授团队在《自然》期刊发表了一项关于新型氟聚醚基聚合物电解质的重大研究成果,使锂金属电池能量密度达到惊人的604 Wh/kg,并展现出优异的安全特性。

日前,清华大学张强教授团队在《自然》期刊发表了一项关于新型氟聚醚基聚合物电解质的重大研究成果,使锂金属电池能量密度达到惊人的604 Wh/kg,并展现出优异的安全特性。

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几乎同时,中国科学院物理研究所、中国科学院金属研究所等机构也在固态电池领域取得系列突破,解决了固固界面接触与离子电导等核心难题。

这些来自中国科研团队的创新成果,正在重塑下一代动力电池的技术路径,为电动汽车、储能及低空经济等领域带来新的想象空间。

政策加码:产业化路径已经清晰

进入2025年以来,国家层面围绕着固态锂电池顶层设计的政策密集出台,鼓励和规范着行业健康有序发展。

2025年2月,国家八部门联合印发《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,支持锂电池、钠电池固态化发展,并提出2027 年前打造 3-5 家全球龙头企业。

2025年4月,工信部在《2025 年工业和信息化标准工作要点》中明确提出建立全固态电池标准体系,并在《2025 年汽车标准化工作要点》中要求加快全固态电池、动力电池在役检测等标准研制。2025 年 5 月,中国汽车工程学会发布《全固态电池判定方法》团体标准,首次明确全固态电池定义(液态物质含量 < 1%),解决行业长期存在的界定模糊问题。

2025 年 9 月,工信部2024 年启动的 60 亿元固态电池重大研发专项于 2025 年 9 月进入中期审查,通过审查的项目将获得后续拨款,重点支持硫化物电解质、半固态电池等技术路线。国家发改委通过超长期国债对固态电池项目给予实际投资额 15% 的资助。

此外,新能源汽车补贴政策仍然延续。搭载半固态电池的车型额外补贴1.5 万元 / 辆,全固态电池车型补贴提高至 3 万元 / 辆,政策延续至 2027 年。

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在国家政策大力推动下,地方相关政策也随之密集出台。

2025 年1月,天津市工业和信息化局印发《天津市推动制造业高质量发展若干政策措施实施细则》。《细则》指出,支持新能源发展。围绕先进新型电池(锂电池、半/全固态电池、钠离子电池、氢燃料电池等)产品及关键材料,高效光伏产品、风电整机及关键部件,制氢装备,储能系统产品及装备等新能源产业重点领域,支持企业提供新能源系统解决方案和产品,根据企业基础能力建设和系统集成效果进行综合评价。其中,对得分80分及以上的企业,给予400万元一次性奖励;对得分60分以上(含60分)且80分以下(不含80分)的企业,给予200万元一次性奖励。

2025 年1月,江西省人民政府发布《江西省未来产业培育发展行动方案(2024-2026年)》。《行动方案》提出,以南昌、宜春、新余、赣州、上饶等地为重点,发展高能量比、高可靠性的锂离子电池、固态电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器等,推动新型储能高质量、规模化发展。

2025 年3月,广东珠海市工业和信息化局发布《珠海市推动固态电池产业发展行动方案(2025-2030)(征求意见稿)》。其中提出,鼓励企业加大对固态电池的研发投入,重点培育能量密度超350Wh/kg的半固态电池和超400Wh/kg的全固态电池项目,推动固态电池产品规模化量产落地。聚焦关键核心技术、行业共性技术、前沿交叉技术领域,发挥应用场景牵引优势,开展半固态/全固态电池示范应用,滚动实施一批重大、重点固态电池科技创新项目,加快技术研发和产业化。

2025 年4月,内蒙古科技厅发布《2025年自治区科技“突围”工程“储能与新型电力系统”专项“揭榜挂帅”项目技术榜单》的通知。其中包括5个申报方向:电加热熔盐系统优化调控关键技术研究及示范、高安全长寿命固态锂离子电池及其储能应用研究、宽温域长寿命新型镍氢气电池储能技术研发与应用示范、新能源基地大容量构网设备及控制装置研发与示范、规模化用户侧资源参与电网协同控制技术研发及应用示范。其中前四个方向预计自治区本级财政科技专项资金投入1000万元,需要企业自筹不低于2000万元;规模化用户侧资源参与电网协同控制技术研发及应用示范预计自治区本级财政科技专项资金投入500万元,需要企业自筹不低于1000万元。

2025 年 5 月,上海市嘉定区发布政策,鼓励全固态电池产业链企业开展研发活动,按核定研发投入的 10% 给予奖励,最高 500 万元

2025 年 5 月,广东东莞发布《关于开展2024年度东莞市新型储能高质量发展专项资金申报工作的通知》,面向锂离子电池、钠离子电池、液流电池、固态电池 等先进新型储能技术路线的原材料、元器件、工艺装备、电芯模 组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流 器(PCS)、系统集成等领域建设的增资扩产项目。申报单位(企业)年度资助金额最高不超过300万元。

2025 年7月,天津市工业和信息化局、市委网信办、市发展改革委、市科技局、市财政局发布《关于修订印发天津市推动制造业高质量发展若干政策措施实施细则的通知》。文件提到,围绕先进新型电池(锂电池、半/全固态电池、钠离子电池、氢燃料电池等)产品及关键材料,储能系统产品及装备等新能源产业重点领域,支持企业提供新能源系统解决方案和产品,根据企业基础能力建设和系统集成效果进行综合评价。其中,对得分80分及以上的企业,给予400万元一次性奖励;对得分60分以上(含60分)且80分以下(不含80分)的企业,给予200万元一次性奖励。

2025 年8月,河南省政府印发《河南省培育壮大战略性新兴产业和前瞻布局未来产业行动计划》,文件明确,加强固态电池、钠电池、液流电池、金属空气电池等研发,推进新型储能全场景推广应用。

三大技术突破:破解固固界面接触难题

固态锂电池因其高安全性和高能量密度,被视为下一代储能技术的重要发展方向。然而,全固态金属锂电池的商业化之路,长期被包括固固界面、材料稳定性、致密化问题等最关键的6项难题所阻碍,尤其是电极与电解质之间的固-固界面接触不良这个老大难问题,由于常用的硫化物固体电解质硬度高、脆如陶瓷,而金属锂电极却软得像橡皮泥,两者难以紧密贴合。

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针对这一难题,中国科学院物理研究所联合多家单位开发的“特殊胶水”——碘离子,在电池工作时会顺着电场移动到电极与电解质的接口处,主动吸引锂离子填充所有的缝隙和孔洞。这种阴离子调控技术让电极和电解质始终保持紧密贴合,经测试,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。

中国科学院金属研究所则创新性地提出“柔性变身术”,用聚合材料给电解质打造了一副“骨架”,使电池像升级版保鲜膜一样抗拉耐拽。该技术实现的柔性电池即使弯折2万次、拧成麻花状也完好无损,同时在柔性骨架中加入的“化学小零件”让电池储电能力直接提升86%。

清华大学的“氟力加固”技术采用含氟聚醚材料改造电解质,利用氟的强大耐高压能力,在电极表面形成“氟化物保护壳”,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,实现了安全与续航的“双在线”。

如今,曾经犹如“陶瓷板”与“橡皮泥”的固固界面难题,正被中国科研团队以“特殊胶水”、“柔性骨架”和“氟力加固”三大关键技术巧妙化解,固态电池的产业化进程骤然加速。

技术价值:安全与能量密度的双重飞跃

全固态电池的技术突破不仅仅意味着能量密度的提升,更是从根本上解决电池安全性问题的关键路径。

蜂巢能源前沿技术研发总经理苗力孝表示:“当前,液态锂离子电池的安全隐患,根源在于使用了易燃的有机液态电解液,在热失控条件下极易引发燃烧甚至爆炸”。若彻底去除液态组分,替换为不可燃的全固态电解质,电池本征安全性将实现质的飞跃。

同时,固态电池的技术进步也将推动整个新能源生态的变革。欣旺达集团创始人王明旺认为,未来的电池将不再是独立的零部件,而是整个新能源生态的“核心单元”。此前欣旺达提出的“电池+”战略,即以电池技术为核心,为行业客户伙伴提供全栈“电池+”服务的生态战略。

并网融资扩产:2025年加速落地

实验室利好频传的同时,半固态/固态电池产业化进程也已按下“加速键”。

在并网项目方面,据CESA储能应用分会产业数据库不完全统计,2025年1-10月,国内半固态/固态电池储能项目新增并网规模为133.12MW/291.23MWh。共有9个项目并网,其中用户侧项目5个,电网侧项目3个,电源侧项目1个,建设地点分布在浙江、广东、江苏、青海、山东、上海等地。

其中,并网规模最大的项目是浙江龙泉100MW/200MWh半固态储能电站项目(二期),该项目由杭州恒龙新能源科技有限公司投资和运营,采用卫蓝新能源量产的280Ah半固态储能电池。该项目投运后,按照年运行600小时计算,预计一年的发电量可达6000万度。

2025年1-10月国内半固态/固态电池储能新增并网项目

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融资方面,2025年1-9月,国内大约有20多家固态电池制造领域企业(含固态电池、固态电解质、正极材料等)获得融资。获投企业包括卫蓝新能源、清陶能源等为代表的固态电池企业以及天石科丰、华彩新能源等一批电池材料企业。

从已披露的融资金额来看,获投企业的融资金额从数千万元到数亿元不等,金额最大的一笔融资来自清陶能源。8月27日,华域汽车公告称,公司拟以2.06亿元的价格,收购控股股东上汽集团持有的上海上汽清陶能源科技有限公司(下称“上汽清陶”)49%股权。

从融资轮次来看,获投企业大多处于融资早期阶段,处于天使轮以及A轮阶段的企业各有8家,数量占比超过三分之二。这也说明,固态电池还处在发展的早期,随着资本的涌入,固态电池也将加速从“实验室概念”迈向“产业化蓝海”。

从参与投资的机构来看,入局固态电池赛道的机构呈现多样化趋势,既有国投招商、上海宝山国有资本等国有资本,也有小米集团这样的互联网企业以及一批市场化风投机构。

值得一提的是,凭借技术实力与商业化前景,海外资本也开始布局中国固态电池赛道。2025年8月,中科深蓝汇泽完成Pre-A轮战略投资,出资方为阿美风险投资(Aramco Ventures),标志着公司固态电池技术实力与商业化前景获得国际能源巨头的认可。

在新增扩产项目方面,据CESA储能应用分会产业数据库不完全统计,2025年1-9月,共41个半固态/固态电池产业项目更新了动态,新增总年产能85.5GWh。其中,有30个项目披露了投资金额,总计486.07亿元。有15个项目披露了达产后年产值,总计437亿元。

2025年1-9月国内半固态/固态电池新增产业项目规模

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从项目分类来看,新增投产项目5个,投产年产能14.2GWh,占比16.61%;新增开工/在建项目13个,规划年产能34.7GWh,占比40.58%;新增规划(含新增拟建/签约/环评获批等)项目共23个,规划年产能36.6GWh,占比42.81%。

2025年1-9月国内半固态/固态电池新增产业项目分类占比

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国际动态:技术竞赛白热化

国际方面,固态电池研发的技术竞赛更加白热化。如日本经济产业省(METI)通过《电池供应保证计划》资助四大全固态电池项目,总金额达 1040 亿日元(约 48.5 亿元人民币),重点支持硫化物电解质研发。出光兴产获 71 亿日元补贴建设硫化锂产线,计划 2027 年量产,为丰田全固态车型配套。

丰田计划2027 年推出搭载硫化物固态电池的高端车型,本田 2025 年启动示范线试生产,日产与 NASA 合作开发的全固态电池拟于 2028 年装车。

欧盟方面则以碳关税倒逼技术升级,资金扶持精准化。如Horizon Europe 计划2025 年 5 月启动 1500 万欧元专项,支持长时储能用全固态电池研发,重点解决成本与循环寿命问题。

2025 年 7 月,创新基金(IF24)向 6 个固态电池项目拨款 8.52 亿欧元,用于高性能电池单元制造及材料创新,涉及德国巴斯夫、法国 TotalEnergies 等企业climate.ec.europa.eu。

此外,自2025 年 2 月起,欧盟要求电动汽车电池碳足迹需通过第三方认证,2027 年全面实施电池护照制度,倒逼中国电池企业加速技术升级或海外建厂。

美国方面,呈现产业链本土化与技术突破并重。2025 年 1 月,美国宣布7.25 亿美元专项用于电池材料加工及固态电池制造;6 月,通过SCALE UP 计划向 Ion Storage Systems 拨款 2000 万美元,推动硫化物固态电池商业化U.S. Department of Energy。

大众向美国QuantumScape 追加 25 亿欧元投资,目标 2027 年量产固态电池;福特与 Factorial Energy 合作开发 450Wh/kg 级电池,2025 年启动路测。

韩国则是聚焦细分领域,产学研协同发力。2025 年 2 月,韩国投入4300 亿韩元,支持全固态电池、锂硫电池等研发,降低稀土依赖度。

2025 年 5 月,在聚合物基固态电池专项上,启动358 亿韩元(约 2 亿元人民币)项目,由 Amo Greentech、忠南国立大学等联合攻关,目标 2027 年向消费电子厂商提供样品。

量产时间:2027年成关键节点

目前,业内已形成清晰的固态电池量产时间表。宁德时代、中创新航计划2027年实现全固态电池装车。长安汽车计划2025年底首发样车,2027年量产,其电池安全性较液态电池提升70%。东风汽车已形成350Wh/kg产品,续航突破1000公里。比亚迪、吉利、广汽等均将2027年定为装车关键节点。

还有一些企业更为激进,孚能科技预计2025年末交付60Ah硫化物全固态电池,国轩高科首条中试线已贯通。

10月23日,在2025新能源电池产业发展大会上,欣旺达推出新一代聚合物全固态电池“欣·碧霄”,能量密度达400Wh/kg,在<1MPa的超低外加压力下循环寿命1200周。欣旺达预计在2025年底建成0.2GWh聚合物固态电芯中试线,并已成功开发测试了520Wh/kg能量密度的锂金属超级电池实验室样品。

成本挑战:固态电池量产的现实障碍

尽管技术突破令人振奋,但成本仍是固态电池产业化、规模化必须跨越的障碍。全固态电池仅材料成本就高达2元/瓦时,是常规液态锂离子电池的3倍至5倍。

对此,中俄新能源材料技术研究院院长王庆生提醒,科学技术必须秉持严谨务实的态度。“一项集合了‘超快充’‘超低温’‘绝对安全’等前沿科技、尚未经大规模量产验证的‘颠覆性’技术,成本目标若设定为低于已高度成熟、优化十年且竞争进入红海的现有电池技术,显然违背‘技术溢价’与‘研发成本分摊’的基本商业逻辑”。

行业普遍认为,固态电池量产初期成本将是现有电池的2倍以上,后续需通过持续技术迭代逐步降低成本。

此外,蜂巢能源前沿技术研发总经理苗力孝坦言,全固态电池产业化需攻克的技术挑战众多,“其产业化需攻克的技术挑战约达172项,若考虑制造环节的复杂性,实际难题可能更多”。

应用前景:从高端市场到全域普及

对于全固态电池的商业化路径,四川赛科动力科技有限公司董事长朱高龙认为,当前全固态电池首要任务是推动技术完成实质性跨越,打造出在具体应用场景中真正可用的产品。预计全固态电池有望在低空经济、混合动力或高温钻井平台等成本相对不敏感的特殊领域率先落地。在这些场景中,全固态电池不仅要具备作为储能器件应有的基本性能,更要在安全性上显著突破液态电池的边界。

伊维经济研究院院长吴辉指出,在2024年,半固态电池出货量已迈入吉瓦时量级,从高端消费、无人车等特殊应用领域开始渗透,乘用车装车试验也已进行。全固态电池规划的产业化节点则从2030年提前至2027年。

有研究机构预测,到2030年,全球固态电池出货量将达到614GWh,其中全固态电池占比接近30%。

随着固态电池的技术成熟与产能扩大,成本有望逐步下降,届时推动新能源汽车渗透率进一步提升,更能拓展至电动飞机、长续航机器人等新场景,并从高端市场向全域普及。曾经遥不可及的全固态电池商业梦想,如今正以超越行业预期的节奏加速推进。

2025年1-9月国内半固态/固态电池扩产项目

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(来源:中国储能网)


编辑:中国电源产业网

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