全固态电池卷疯了！深扒7份重磅论文专利，量产三大难关正被解决

疯了吧

作者 ｜ Janson

编辑 ｜ 志豪

固态电池又一次站到了动力电池产业的聚光灯下！

日前，比亚迪电池事业群 CTO孙华军透露，比亚迪计划在2027年左右启动全固态电池批量示范装车应用，2030年后实现大规模上车。

作为头部电池企业，比亚迪再次将固态电池带入到了大众视野。事实上，行业内其他玩家也都在进行固态电池的布局。

无独有偶，就在刚刚结束的周末，国内动力电池玩家国轩高科也交出了自己的固态电池答卷。

国轩高科发布的“金石”全固态电池能量密度已突破400Wh/kg，并通过针刺、高温热箱等极限安全测试，全程无冒烟、无起火，各项指标直指量产，不过距离大规模量产还需要时间。

▲国轩高科“金石”全固态电池

除此之外，宁德时代的判断也很清晰，固态电池行业的科学问题已经基本解决，但仍有工程问题，距离包括供应链在内的商业化还有一段距离。

这其实点出了当前固态电池产业最核心的矛盾：大家已经不再只讨论“固态电池有没有希望”，而是在讨论它到底能不能稳定造出来、便宜造出来，并且长期安全地装在车上。

综合来看，固态电池的行业时间表正在逐渐清晰：2026年前后进入中试和装车验证密集期，2027年前后开启小批量示范，2030年前后才可能进入更大规模应用。

那么，如何才能通过科技创新真正解决这些问题？

为此，车东西深入探寻业界最新进展，通过中国科学院物理所、清华大学、中国科学技术大学等团队的4篇代表性论文，以及宁德时代、比亚迪的3项产业专利，挖掘出了固态电池要得以落实量产的关键三要素——内部材料能不能长期贴得住，产线能不能稳定低成本制造，装到车上后能不能经受真实道路、安全和寿命考验。

一、固态电池要上车 先得解决内部接触问题

全固态电池量产前的第一道难题，不是“能不能把电解液换成固态电解质”，而是换完之后，电池里面这些固体材料能不能长期稳定地贴在一起。

传统液态锂电池里有电解液，它像水一样，可以渗进正负极材料的细小孔隙，把很多微小缝隙填上。

但全固态电池不一样，正极、负极、电解质都变成了固体，彼此之间更像“硬材料贴硬材料”。

▲锂离子电池和全固态电池的工作原理

问题在于，电池每一次充放电，材料都会发生轻微膨胀和收缩。时间一长，原本贴合的地方就可能出现细小空隙。

这个空隙肉眼看不见，但对电池影响很大：离子传输会变慢，内阻会上升，电池容量和寿命也会下降。

这也是为什么很多实验室里的固态电池，需要给电池施加外部压力。简单说，就是用外力把里面的材料压紧，让它们别松开。

但这个办法并不适合直接搬到车上，因为车上的电池包要轻、要紧凑、要安全，如果还要长期给电芯加很高的压力，就会增加结构复杂度，也会影响整车能量密度。

所以，行业现在真正要解决的问题变成了：能不能不靠“大力出奇迹”，而是让固态电池自己保持良好接触？

目前，学术界的几项新研究正是在回答这个问题。

首先是中科院物理所黄学杰团队、宁波材料所姚霞银团队、华中科技大学张恒团队提出了一种“动态自适应界面”。这个名字听起来复杂，但可以理解成：在电极和电解质之间做一层会自我调节的缓冲层。

▲电场驱动的碘化物离子迁移形成富含碘的DAI

这层缓冲层不是简单贴上去的保护膜，而是在电池循环过程中，由材料里的特定离子逐渐迁移到界面位置，形成一层更柔软、更容易贴合的界面层。

它的作用有点像给两块硬材料之间加了一层“软垫”。当锂金属负极在充放电中发生体积变化时，这层“软垫”可以跟着调整，减少材料之间脱开的风险。

论文结果显示，这种设计可以让锂金属全电池在较长循环后仍保持较高容量，软包电池也实现了零外压循环验证。这里的“零外压”很关键，意思是电池不再需要靠外部持续加压来维持运行，这对未来装车非常重要。

除了让界面贴得住，固态电解质本身还要解决另一个问题：能不能像现有电池材料一样被稳定制造出来。

很多无机固态电解质性能不错，但它们往往偏硬、偏脆。放在实验室里可以做成样品，但到了产线上，就会遇到麻烦：不好做薄，不好辊压，也不容易和电极颗粒充分贴合。

▲介质不同状态下的表现

中科院物理所胡勇胜团队提出的VIGLAS粘弹性无机玻璃电解质，就是想解决这个矛盾。

简单说，它想让无机电解质既保留稳定性，又具备一定柔韧性。也就是不再像一块脆玻璃，而更像一种“可以变形、可以贴合”的薄膜材料。这样一来，它就更容易和电极贴紧，也更有机会进入辊压、薄膜化等连续制造流程。

最后，固态电池负极侧的问题也很关键。

在固态锂金属电池里，锂金属负极在充放电过程中会反复沉积和剥离。可以把它理解成：锂在负极表面不断“长出来”和“退回去”。这个过程如果不稳定，就容易让界面开裂，甚至带来锂枝晶等安全和寿命问题。

清华大学康飞宇、贺彦兵团队联合天津大学杨全红团队提出的“延展性SEI”，解决的就是这个问题。

▲该研究物质结构示意图

SEI可以简单理解为负极表面的一层保护膜。传统保护膜如果太硬，在反复充放电时容易开裂；而他们希望做出一层更有韧性的保护膜，让它能跟着锂金属的变化一起“伸缩”，不容易破。

这就像在负极表面加了一层更耐折腾的保护层。它不是一压就裂的硬壳，而是更能承受反复变化的柔性保护膜，从而提升电池循环稳定性。

把这些研究放在一起看，固态电池的攻关方向已经很清楚：

过去，行业更关心固态电解质本身的性能，比如离子传得快不快；

现在，大家更关心的是它能不能真正装进电池里，并且长期稳定工作。

换句话说，固态电池量产前要解决的，不只是“材料够不够先进”，而是三个更现实的问题：

第一，电极和电解质能不能长期贴得住；第二，电池能不能少依赖外部压力；第三，材料能不能进入连续化制造流程。

对车企和电池企业来说，这些问题才真正决定固态电池能不能从论文、样品，走向稳定量产和装车应用。

二、固态电池第二道坎：样品能做出来，产线能不能稳定造？

解决了材料之间“贴不贴得住”的问题，固态电池还要面对第二道坎：实验室里做出一个样品不难，难的是在产线上把一批电芯都稳定做出来。

对电池企业来说，量产不是看单个电芯的最好成绩，而是看成千上万个电芯能不能保持一致。性能要稳定，良率要稳定，成本也要压得下来。否则，即使实验室数据再漂亮，也很难真正装车。

前面提到，全固态电池内部没有液态电解液帮忙填缝，正极、负极和固态电解质都要靠紧密接触来工作。放到生产线上，这就变成了一个很现实的问题：电芯要压得足够紧，但又不能压坏。

如果压得不够，材料之间会有缝隙，电池循环寿命会受影响；如果压得太狠，封装膜、极片边缘、内部结构又可能受损，良率就会下降。

比亚迪在专利CN118748295A中提出的方案，就指向这个问题。该专利在全固态电池最外侧负极片上设置陶瓷层，利用陶瓷层更硬、更稳定的特点，让电芯在等静压过程中受力更均匀，从而减少外包装膜破裂和后续加压过程中的撕裂风险。

▲比亚迪专利结构示意图

这件事听起来很细，但它反映的是固态电池量产中的一个核心问题：电芯不是压得越紧越好，而是要压得均匀、压得可控，还不能把封装和极片压坏。

除了“怎么压”，企业还在想办法解决另一个问题：电池循环久了，负极一侧会不会出问题。

在固态电池里，负极和固态电解质之间是最容易出问题的位置之一。这里既要让锂离子顺利通过，又要尽量减少副反应，还要防止锂枝晶刺穿结构。如果控制不好，它会影响寿命，甚至带来安全风险。

宁德时代近期公布的两项固态电池专利，思路就是在负极表面加一层“功能层”。这个功能层可以理解成电池内部的一层“缓冲垫”或者“过滤层”：既要让锂离子通过，又要增强界面强度，减少开裂和副反应。

其中，申请公布号为CN121238027A的专利提出，在负极层表面设置功能层，这层材料由聚合物类电解质和少量石墨烯类材料组成。石墨烯类材料质量占比控制在0.3%~2%，平均片径为30μm~220μm。专利摘要显示，这一设计可以提升固态电池循环稳定性。

▲宁德时代CN121238027A专利

这项设计的重点不是“用了石墨烯”本身，而是它想解决一个更具体的问题：功能层既不能太软，也不能太硬。

如果太软，挡不住开裂和枝晶；如果太硬，又可能影响锂离子通过。

所以宁德时代选择让聚合物类电解质负责传导锂离子，少量石墨烯类材料负责增强结构强度。简单说，就是让这层“缓冲垫”既能通行，又更结实。

另一项申请公布号为CN121076266A的专利，则把功能层设计成多孔石墨烯类材料。专利限定单片多孔石墨烯类材料的孔隙率为3%~9%，平均孔径为0.2nm~15nm；在电池SOC小于或等于10%的条件下，功能层中多孔石墨烯类材料质量含量为91%~100%，用于提高固态电池循环性能。

▲宁德时代CN121076266A专利

这项方案可以理解成给负极前面加了一层“有孔的防护网”。

防护网本身要足够强，降低锂枝晶刺穿和功能层破碎的风险；同时，孔结构又要让锂离子能够顺利通过，不能把离子通道堵住。

除了“怎么压”和“怎么保护界面”，还有一个更现实的问题：怎么便宜地量产。

硫化物电解质被很多企业视为全固态电池的重要方向，因为它的离子传输性能较好。但它也有明显门槛：材料成本高，对生产环境要求严，对工艺控制也更敏感。换成产业语言，就是：性能好是一回事，能不能低成本、稳定、大批量生产是另一回事。

中科大马骋团队的研究提供了另一种思路：开发一种低成本、容易变形的锂锆铝氯氧固态电解质，让电池在5MPa压力下也能保持较好界面接触，并且可以适配干法工艺和卷对卷生产。

相关报道显示，这种材料的核心原材料成本不到主流硫化物固态电解质的5%。

▲中科大最新固态电池性能

这项工作的意义在于，它不是只从实验室性能出发，而是反过来从量产角度设计材料。材料不仅要能传导锂离子，还要容易加工、容易压实、成本足够低，并且能够进入连续化生产流程。

也就是说，固态电池要真正量产，不能只看某一个指标有多高，而要看它能不能同时满足三件事：

第一，电芯内部要压得紧，避免材料之间接触不良；第二，封装和边缘结构要扛得住加工压力，不能一压就坏；第三，材料和工艺要足够便宜、稳定，并且能够连续生产。

只有这三件事同时成立，固态电池才可能从实验室样品，走向真正稳定的量产电芯。

三、装车验证开启 固态电池进入“实车考场”

解决了材料和工艺的问题，固态电池最终能不能上车，还要交给整车来验证。

对车企来说，实验室电芯性能再好，也只是第一步。真正进入装车阶段后，电池要面对的是更复杂的使用环境。

车身振动、温度变化、快充工况、碰撞安全、电池包结构适配，以及长时间道路测试带来的可靠性考验。

目前，国内车企已经开始把固态电池推向实车场景。一汽红旗全固态电池首台样车下线，并装载于红旗天工06车型，标志着其进入实车测试阶段。

▲红旗全固态电池首台样车成功下线

相关信息显示，该项目在硫化物电解质、10Ah电芯性能、60Ah电芯工艺等环节取得阶段性进展，66Ah电芯也通过了200℃极端热滥用测试。

吉利的节奏则落在Pack和装车验证上。吉利控股在2026年1月宣布，年内将完成自研全固态电池首个Pack下线，并进行装车验证；其固态电池研发依托浙江绿色智行和湖州耀宁固态电池研究院，形成工艺放大和全流程研发的双中试布局。

广汽也在推进类似路径。公开信息显示，广汽此前已宣布全固态电池将在2026年率先搭载于昊铂车型，后续也有消息称其全固态电池中试线已投产，并计划在2026年开展小批量装车试验。

海外车企同样进入实车验证阶段。

宝马已宣布全球首辆搭载全固态电池的BMW i7测试车型在慕尼黑启动道路实测，该车搭载Solid Power提供的大尺寸全固态电芯，测试重点包括电芯膨胀管理、运行压力控制和温度调节等问题。

▲搭载固态电池的BMW i7测试车

奔驰也在推进固态电池原型车测试。其与Factorial Energy合作，将固态电池集成到EQS原型车中进行道路测试，目标是验证固态电池在真实道路环境下的续航、安全和系统适配能力。

与此同时，Stellantis与Factorial的合作则更接近车规验证环节。Stellantis方面披露，双方联合验证的FEST固态电池能量密度达到375Wh/kg，容量为77Ah，并计划在2026年将该电池集成到示范车队中，通过实际驾驶继续验证。

这些动作说明，固态电池的竞争已经从实验室数据转向整车验证。

车企现在要解决的问题，更多的是电芯、Pack、电池包、热管理、车身结构和整车控制能不能协同工作。

不过，也要看到，装车验证并不等于大规模量产。

现阶段大多数全固态电池仍处在样车测试、中试放大或小批量示范阶段，真正商业化还要继续跨过寿命、良率、成本和供应链稳定性几道关。

换句话说，固态电池确实正在靠近汽车产业，但它首先要通过的不是发布会，而是真实道路和量产体系的双重考试。

结语：固态电池或进入最后冲刺阶段

从实验室的数据突破到车企的实车测验，固态电池正从“科学命题”转向“工程落地”。

目前，学术界与产业界已经不再单纯追求电导率指标，而是通过自适应界面、粘弹性电解质等创新方案，正面解决固-固接触与界面稳定性等量产痛点。

随着宁德时代、比亚迪等巨头明确2027年这一关键节点，全固态电池的竞争重心已向干法工艺、连续化生产及成本控制转移。

这场关于下一代动力电池话语权的终极冲刺，正随着工艺节点的攻克而加速到来。

weili0677

我发明了核聚变电池，请快点投资我，但是什么时候落地量产？大约在冬季吧