固态电池产业化走到哪一步？泰达论坛刘仕强：测评体系重构，商业化仍存多重挑战

中国汽车技术研究中心有限公司首席专家 刘仕强

9月18日，第二十二届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛新技术生态专场召开，中汽中心首席专家刘仕强围绕《新一代动力电池测评技术发展与挑战》发表演讲。

动力电池技术的持续迭代，支撑着消费电子、交通运输、大型储能、航空航天等多个领域快速发展。过去十余年，国内动力电池形成磷酸铁锂、三元两大主流技术路线，磷酸铁锂能量密度实现从 100Wh/kg 提升至 200Wh/kg 的翻倍增长，811 体系三元电池也已经实现规模化应用，固态电池随之成为全球动力电池竞争的核心赛道。

自 2023 年起，国内政企协同布局硫化物、氯化物、氧化物、聚合物等多条固态电解质路线，经过数年攻坚，完成固态电池从 0 到 1 的技术突破，材料研发达到国际同步水平，大电芯制造、系统集成等产业化环节更是走在世界前列。目前行业技术路线逐步收敛，电解质以硫化物体系为主，正极聚焦九系高镍三元、富锂锰基材料，负极重点发展硅基，锂金属、无负极等前沿技术也在持续探索。

技术实现从 0 到 1 突破，材料与制造仍存现实瓶颈

固态电池以固体电解质替代传统电解液与隔膜，大幅减少可燃液态组分，从根源上提升电池安全性能，同时兼容多种高比能电极材料，为能量密度进一步提升创造条件。今年 8 月，国标 GB/T 48093.1—2026 正式发布，明确车用固态电池判定标准：电池内部可挥发组分占比低于 0.5%，而传统液态电池该数值普遍在 10%-12% 以上，补齐了行业定义的标准空白。

技术取得突破，不代表已经实现量产成熟，产业化推进过程中仍面临诸多棘手难题。材料端，高镍、富锂锰基正极易和固态电解质发生副反应；硫化物电解质超薄化、成膜工艺难度较高；硅基、锂金属负极存在界面屏障、力学调控难题，电解质甚至还会与集流体发生反应，催生新的失效模式。即便切换至固态体系，锂枝晶问题依旧存在，枝晶会顺着电解质裂纹生长，直接造成电池性能断崖式衰减。

制造环节同样压力重重，固态电芯已经从实验室 1‑2Ah 小样迭代至 60Ah 级别，高压等压成型工艺参数控制、电芯一致性、生产节拍都有待持续优化。液态电池生产中可以忽略的微小毛刺、杂质，在固态电芯生产过程中都会引发严重安全隐患。现阶段实验室手工制备小电芯成品率仅70%‑80%，物料损耗大，居高不下的成本成为规模化商用的一大阻碍。

原有测评体系不再适配，全链条测试与标准加速构建

固态电池依靠固体界面完成锂离子传输，与液态电池电解液浸润的传锂机理完全不同，沿用多年的液态电池测评体系，已经无法匹配固态电池全新的技术特征。对此，中汽中心联合中科院物理所、头部电池企业、高校等机构，着手搭建覆盖材料、电芯、模组、系统的固态电池全链条测评技术体系。

固态电池测试有着区别于传统电池的特殊试验条件。电芯运行需要施加约束力，行业早期需要 20MPa 压力，如今部分先进企业已经降至 5‑8MPa。即便压力持续下调，常规规格电芯仍要承受数吨约束力，配套测试夹具重达五六十公斤，装配操作难度与试验成本大幅增加。在工作温度上，固态电池普遍运行在 35‑45℃，部分产品需要稳定维持 50‑60℃，和液态电池的工况形成明显差异。

行业随之建立起分层分级的完整测试方案。材料层面重点考核电解质离子电导率、致密性、电压窗口，研判正负极与电解质的适配程度，排查界面副反应，规避硫化氢、二氧化硫等有害气体析出风险；电芯单体构建温度‑倍率‑压力三维耦合测评框架，将电芯一致性、自放电、存储容量保持能力列为核心考核指标，依靠 EIS、DRT 精细化表征手段定位衰减根源。

安全测评是固态电池测试的重中之重。固态电池失效速度快，硫化物体系热失控后会释放有毒硫化氢，热失控温升特征和液态电池差异显著，二者不能简单做优劣对比，产气表现也成为安全评价的重要参考维度。模组与系统层面需要重新验证结构强度与压力适配通道可靠性，BMS 系统也必须迭代升级，在原有 SOC 估算、热管理基础上，新增压力实时监测、动态力学调控、精准加热控制等全新功能。

伴随着测评技术不断沉淀，我国已有 19 项固态电池相关国家标准，4 项正式发布，12 项正在研制。今年 7 月，我国牵头的 IEC 固态电池国际标准提案正式通过，后续又在国际会议提交多项电池系统标准提案，持续输出中国技术与中国标准，提升我国在全球电池领域的话语权。

多重挑战待跨越，固态电池商业化还有较长迭代周期

尽管国内固态电池已经走完从 0 到 1 的关键一步，但想要真正走向大规模装车商用，材料、工艺、成本三道关卡依旧亟待跨越。

在材料领域，九系高镍三元、富锂锰基、硅基、锂金属等新材料持续迭代，但多材料耦合适配的底层科学问题尚未完全厘清，如何抑制界面副反应、缓解电池失效衰减，仍是全行业共同面对的课题。

工艺层面，高压等压成型等新工艺虽然已经在实验室得到验证，但想要落地大批量产线，还需要持续调试打磨，兼顾产品性能、电芯一致性与生产效率，打通从实验样品走向市场化商品的转化路径。

成本短板同样不可忽视。当前固态电池原材料价格偏高，样品阶段成品率不足，物料损耗推高整体制造成本。只有不断优化生产工艺、提升良率，持续压缩综合成本，固态电池才能够真正满足商业化市场的实际需求。

整体来看，我国在固态电池大电芯制造、系统集成、标准制定方面已经形成先发优势，但实验室成果不等于量产能力。固态电池想要实现大规模落地应用，材料攻关、工艺打磨、测评完善、成本控制的迭代之路依旧任重道远。