2024年，大量的整車企業和電池企業，都公布了全固態電池的研發進展，發布了量產計劃。

尤其去年有消息稱，政府投入60億支持固態電池的研發，寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、吉利和衛藍新能源等六家企業作為項目鏈主單位獲得政府基礎研發支持。此后，各家的固態電池進展開始在明面上披露出來，亮出態度和能力。

近日，比亞迪、一汽、廣汽在中國全固態電池創新發展高峰論壇中都分享了全固態電池進程以及思考，帶來了純純干貨內容。

01.比亞迪：首談成本測算

比亞迪CTO孫華軍在中國全固態電池創新發展高峰論壇分享了過去做了哪些工作以及對全固態電池的思考。

圖片來源：比亞迪CTO孫華軍《固態電池技術發展》（下同）

孫華軍介紹到，比亞迪最早是從2013年啟動全固態電池研發，更多是在探索電解質路線和關鍵材料路線。

到2016年，比亞迪啟動技術可行驗證，對一些關鍵問題探索出解決方案，如正極包覆、高比容負極、輔材等，實現了固態原型電池，在制片工藝和疊片-成型等軟包實現方案。

到2023年，比亞迪啟動產業可行驗證，在整個電芯及系統產品實現、產線建設，包括整個材料的關鍵技術，實施攻堅。

到目前，比亞迪預計，可能將在2027年左右啟動批量示范和裝車應用。真正大規模上量的話，要到2030年之后。

具體來看，孫華軍分享了比亞迪固態電池的三個方面——材料、電極和電芯。

材料方面，正極采用的是高鎳三元正極材料，核心在于界面包覆，確保與硫化物電解質的副反應盡可能地少。負極的話，硅基，涵蓋純硅和硅碳兩條路線，目前來看還是以硅碳為主。固態電解質，以硫化物電解質為主，最重要的是從成本、穩定性，從純度以及成型性的角度去提升。

電極方面，核心仍是活性物質的占比如何去提高，這對成本有著關鍵影響。目前，比亞迪能做到的是，正極中活性物質占比在85%以上，目標是希望做到90%的水平。而負極的活性物質的占比目前相對較低，仍有眾多工作要做。

電芯方面，比亞迪的方案是60Ah，重量比能量400wh/kg，體積比能量800wh/L。

孫華軍也提到，在高拘束力場的模組系統方面，比亞迪不僅僅是仿真，也做了結構穩定性的評估和初步驗證。目前來看的話如果單純的從需要高約束力的系統角度出發，10MPa、20MPa其實都沒有問題。當然核心它會犧牲這個能量密度。但是從電芯的角度來講，比亞迪還是希望能夠開發出在低拘束力下運行的電池。

孫華軍特別談到了全固態電池的安全問題。在他看來，相較液態電池，固態電池的安全性肯定是有提升的，熱安全、機械安全存在一定優勢，但極端濫用仍會失控。在實驗中，比亞迪發現，固態電池熱失控具有以下特點——溫度高、速度快、超壓大、易爆燃。

全固態電池劇烈熱失控的主導因素是什么？比亞迪透過現象正在探索機理，比如電芯約163℃產熱(內短)，192℃體系熱失控。這是因為正極高鎳三元的熱行為，首先三元高溫釋氧，在無機的電解質層游離的氧氣快速串擾至負極，氧化負極與電解質，急劇產熱，最后沖擊力引發電芯粉碎急劇失控。

那么，全固態電池開發就需要從系統、工況、市場的角度去思考，什么情況下會熱失控，該如何解決這些問題。

最后，孫華軍也解讀了大家最關心的固態電池的成本問題。產品力提升和成本控制是產業化的核心。從長期來講，成本不是問題，對硫化物固態電池成本影響最大的其實是三元，是鎳。現在硫化物電解質成本之所以高，核心是沒有量。在沒有量的情況下談成本，其實太大意義。

比亞迪做了一些測算，如果規模化上來之后，固、液可以接近于同價。另外，保證制程的穩定，也是降成本的重要保障。還有一個非常重要的是，要把活性物質占比提高，把電解質的用量大幅度降低，這是從設計上保證低成本的因素。

02.一汽：從材料到整車端到端突破

一汽研究院王德平院長認為，全固態電池當前處于原型樣件階段，預計2~3年實現小批量應用，3~5年實現規模化應用。

中國一汽2014年開始研發全固態電池，2023年在國資委的支持下牽頭成立全固態電池產業創新聯盟，擁有三十多家合作單位，涵蓋從原材料到整車端的全維度開展合作，突破關鍵技術，加速產業化應用。以整車需求為指引，計劃2027年進行小批量應用。

圖片來源：一汽研究院王德平院長《全固態電池發展思考與中國一汽研發實踐》（下同）

具體來看，正極材料，一汽及聯盟在2024年共做了四十多種材料的分析和驗證工作，最終選定了高鎳單晶的材料體系。

同時，一汽通過正極表觀高模量設計和界面功能層構筑兩方面的技術，對正極材料進行改性。實驗結果表明，改性后，正極材料可以實現放電比容量超過220mAh/g，1C循環壽命達到1000次，基本上能夠滿足下一步400wh/kg正極材料的需求。

負極材料，是產業化路上障礙最大的一個難點。一汽目前做了兩種體系，純硅和硅碳。

純硅方面，一汽正在嘗試納米硅、微米硅以及合金探索。現在來看，納米硅的效果更佳，克比容量能夠達到3200mAh。同樣循環壽命需要進一步發展。

一汽通過優化多孔碳基底孔隙率及孔徑分布，誘導硅均勻沉積等手段實現高容量硅碳材料的制備。現在來看的話，0.1C倍率下放電比容量超過2000mAh/g，還是不錯的。但是現在看，循環略差，因此下一步的話，聯盟將會重點改善該性能指標。

固態電解質，一汽做了兩方面的探索，硫化物和鹵化物。其中硫化物開發，基于低極性溶劑和分散劑，構建了弱團聚小粒徑硫化物電解質，助力極片低迂曲度，從而使離子導電率達到6.2mS/cm，D90等于1.2μm。

鹵化物開發，則是一汽與孫學良院士通過高通量分析，對NCM和鹵化物界面進行了智能化篩選，篩選出性能較好的鹵化物電解質，高空氣穩定性的同時，實現離子導電率4.6mS/cm。

正極側以80%硫化物為主，摻雜了20%鹵化物。負極側以硫化物為主。整體來看，電解質產品在前期的實驗樣件上的性能表現還是可觀的。

基于材料研發，一汽在電芯方面開發和制備了高面載正負極、超薄電解質膜、致密化成型工藝和多層級放短路結構，實現66Ah大容量電芯試制，200℃熱箱濫用試驗不起火、不爆炸。