得固态者得未来，驱使车企和电池厂商加码固态电池技术竞赛。
今年4月，国家工信部发布史上最严动力电池“安全令”，“不起火、不爆炸”等强制性要求将固态电池产业化从行业动能上升到安全底线。
截至目前，多家整车企业、电池厂商、初创公司、材料厂商宣布了在固态电池领域的技术突破。多家企业定于2025年启动样车开发、上车验证，并将在2027年启动小批量生产，在2030年左右开启商业化进程。
5月17日，国轩高科（SZ002074，股价23.10元，市值416.5亿元）在2025全球科技大会上宣布，公司在准固态电池和全固态电池研发进展上取得突破。在产业化路线上，国轩高科采取了全固态与准固态双路线并行的策略。
全固态电池概念车 图片来源：每经记者 张宝莲摄
“三元（电池）来临的时候，我们有技术但没有大胆地推出，因为国轩一直想把电池做得安全，我们错过了那个机会。当半固态和全固态技术来临的时候，董事长重新评估了技术路线，不论哪种，都可以把三元的短处补上，可以兼容长续航、高安全。这种情况下，董事长前几年大力地布局，两条路线都要走。”5月17日，国轩高科首席科学家朱星宝在接受包括《每日经济新闻》在内的媒体采访时表示。
“两条路线都要走”
通常而言，磷酸铁锂电池的能量密度在100～160Wh/kg（每千克电池所能存储的能量）之间，三元锂电池在150～350Wh/kg之间，固态电池则在400～900Wh/kg之间。能量密度上限决定了电池的续航里程，当电池性能达到物理上的天花板时，往固态、半固态发展则是必然趋势，而这样的电池应用范围更广，不仅可以应用在车上，还可应用在eVTOL（电动垂直起降飞行器）、人形机器人、储能等新领域。
目前，固态电池技术主要分为半固态和全固态两种路线。半固态电池以氧化物电解质为主，量产能力较强，但能量密度提升空间有限；全固态电池则以硫化物电解质为代表，性能优越，但工艺复杂且成本高昂。例如丰田、宁德时代、比亚迪等选择走硫化物路线，卫蓝新能源、清陶能源等走氧化物、卤化物等路线。
需要指出，固态电池相较于传统液态电池，具有更高的能量密度和安全性能等显著优势，从工艺优化和持续降本等方面不断推动其商业化落地，这个过程和进展值得市场持续关注和期待。
从行业整体来看，固态电池的产业化进程受到三大瓶颈制约：一是固态电解质的离子电导率低，导致电池性能受限；二是固固界面接触稳定性差，影响电池寿命；三是材料成本高昂。
在提高离子导电率、固固界面稳定性上，业内企业在马不停蹄地向前推进，争取再快人一步。
据朱星宝判断，在接下来的五年内，半固态电池将迅速崛起并占据市场主导地位。相较之下，全固态电池尚处于成长初期，需要给予其一定的时间和空间来发展。当下对全固态电池抱有过高期待并不现实，锂离子电池发展了三四十年才达到如今的水平，而全固态电池才刚刚起步，不应过早对其提出过高要求。
“国轩高科之所以同时布局半固态和全固态两条技术路线，正是出于这样的考量。半固态电池在短期内能够快速推向市场，而全固态电池则作为长期战略储备，拥有广阔的成长空间。通过这次的技术拉练，我们验证了团队在两条路线上的实力与韧性。”朱星宝说。
半固态电池先行
据了解，G垣准固态电池能量密度在300Wh/kg以上，电池的体积能量密度在720Wh/L（瓦时每升）以上，电芯寿命达到10年50万公里。4～6C的充放电倍率，可为D级及以上纯电动汽车提供1000公里以上长续航能力。该电池通过了3毫米针刺测试，针刺过后电池在再生状态下继续安全放电，放出容量为此前的96.8%。
国轩高科G垣准固态电池 图片来源：每经记者 张宝莲 摄
据朱星宝介绍，这款高镍、高硅、高比能电池攻克了多项电池关键技术。其一，对固态电解质的创新。传统液态电池通过浸润电解液实现对离子的传导，但隔膜本身不具备离子导电能力。而国轩采用闭孔固态电解质，拥有较高的离子传导能力，离子迁移数几近于100%理论上限，而液态电解质仅有0.3～0.4。
其二，针对硅基负极体积膨胀问题，提出了体积自适应方案。传统而言，硅基材料体积膨胀可达到300%，易造成大量的界面分裂。国轩可以实现界面原子级咬合，让硅基负极材料限制膨胀在25%以内，并在硅表面采用一整套SEI（固态电解质界面膜）原位修复技术避免SEI膜增厚。
其三，三元材料中的高镍影响了电池安全系数，易造成电池热失控等问题。国轩高科针对这一核心问题——通过掺入稳定粒子稳定氧晶格、利用固态电解质中的自由基捕获氧气以及隔离氧化气体与还原气体三步法，确保三元体系的安全性。
据记者了解，材料成本的高昂会使得相关产品率先应用于中高端新能源车型上。朱星宝向《每日经济新闻》记者表示，G垣半固态电池用于单车的成本目前不便透露，但是可以明确价格不会太高。
全固态大规模推广在2030年之后
需要指出，固态电池相较于传统液态电池，具有更高的能量密度和安全性，但其产业化仍处于探索阶段。
据悉，国轩此次发布的为金石全固态电池，属于硫化物路线，能量密度为350Wh/kg，单体电芯容量为70Ah，较去年提升150%。据国轩高科全固态电池研发负责人潘瑞军介绍，国轩高科在全固态电池的关键材料、制造工艺设备等方面取得突破性的进展。
在材料创新方面，国轩高科硫化物电解质的离子电导率达到16mS/cm（毫西门子每厘米），较2024年提升60%，通过最新的微纳化加工技术，将电解质粒径降低至100nm；正负极材料的克容量也实现较大突破，目前高镍单晶正极容量可达240mAh/g（电极材料的比容量），三维介孔硅负极容量可达1800mAh/g。
此外，国轩高科首条全固态电池中试线正式打通，设计产能达0.2GWh（吉瓦时），线体100%自主开发率，实现核心设备100%国产化率，并申请了30余项相关发明专利；通过高精密涂布、高质量转印、高安全封边、高效率压实等技术，实现了全固态电芯高达90%的良品率。
潘瑞军表示：“去年发布的金石电池为手工样件，目前国内外公司展示的全固态电池也多是实验室级手工样件，所以今年我们特地强调，这是国轩第一条全固态电池中试线。0.2GWh在液态电池行业不足为奇，但对全固态电池来说，它已经是一条很大的产线，代表的是一个质的飞跃。”
“全固态电池到2030年大约是60～100个吉瓦时的产能，对（电池）行业而言（产能）只占3%。它并未大规模推广，虽然价格可能较高，但是当旧产能淘汰之后情况可能有所改善。旧体系被淘汰后，其价格仍然会降低，最终将接近甚至低于现有锂离子电池的价格。”潘瑞军对《每日经济新闻》记者表示。
