近日，純電汽車市場(chǎng)迎來了一個(gè)里程碑式時(shí)刻：全球首款且行業(yè)唯一大批量裝車的半固態(tài)電池車型——全新MG4半固態(tài)安芯版開啟交付。

一直以來，固態(tài)電池被行業(yè)公認(rèn)為動(dòng)力電池終極形態(tài)。MG4半固態(tài)安芯版的交付，意味著固態(tài)電池技術(shù)歷經(jīng)多年發(fā)展，終于從實(shí)驗(yàn)室的操作臺(tái)開進(jìn)了許多消費(fèi)者的車庫，這第一步終于邁出來了。

但很多人仍然有疑問，對(duì)于消費(fèi)者而言，固態(tài)電池究竟會(huì)帶來什么直觀的感知？是現(xiàn)在考慮半固態(tài)電池車型，還是再等等未來全固態(tài)版本？為此，《上海汽車報(bào)》記者采訪了MG4半固態(tài)電池供應(yīng)商清陶動(dòng)力副總經(jīng)理王林。

固態(tài)電池會(huì)帶來什么？

“對(duì)消費(fèi)者而言，技術(shù)的價(jià)值還是要體現(xiàn)在日常使用的直觀體驗(yàn)中。固態(tài)電池的逐步普及，會(huì)從短期比較明顯的感知和中長(zhǎng)期比較隱形的變化兩個(gè)方面，改善用戶的用車體驗(yàn)。”王林表示。

第一是續(xù)航里程增加。從物理層面來看，固態(tài)電池的核心優(yōu)勢(shì)是能量密度。以同等尺寸電池包為基準(zhǔn)，液態(tài)鋰電池的電芯能量密度大致在200–250Wh/kg，而全固態(tài)電池理論上可以提升至400Wh/kg左右。考慮到結(jié)構(gòu)件、封裝等損耗，整體系統(tǒng)層面約50%的提升是現(xiàn)實(shí)可預(yù)期的上限。

這意味著在相同車身、相同電池包空間條件下，把“能量裝得更滿”。清陶動(dòng)力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，搭載280Wh/kg能量密度的半固態(tài)電池車型，已能輕松實(shí)現(xiàn)1000公里以上的續(xù)航里程。

第二是安全性能升級(jí)。固態(tài)電池取消了易燃的液態(tài)電解液，代之以固態(tài)電解質(zhì)，從根源上降低了熱失控風(fēng)險(xiǎn)。終極狀態(tài)的固態(tài)電池即便發(fā)生意外，也僅會(huì)緩慢冒煙，而非劇烈燃燒或爆炸，實(shí)現(xiàn)“本征安全”。不過，需要明確的是，安全是相對(duì)概念，任何能量體都存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)是將危害控制在可接受范圍之內(nèi)。

全固態(tài)電池面前的三道難題

如果說消費(fèi)者關(guān)心的是“什么時(shí)候能用上”全固態(tài)電池，那么工程端面對(duì)的是更基礎(chǔ)，也更艱難的“三道難題”。

第一個(gè)難題是固態(tài)電解質(zhì)的性能平衡，核心訴求是同時(shí)提升離子電導(dǎo)率與穩(wěn)定性，包括化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。目前，離子電導(dǎo)率已取得階段性進(jìn)展，通過材料改良實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的提升，但穩(wěn)定性的全面優(yōu)化仍處于研究階段。不同類型的固態(tài)電解質(zhì)各有短板。例如，硫化物電解質(zhì)雖然在離子電導(dǎo)率上表現(xiàn)優(yōu)異，但存在泄漏后產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體的風(fēng)險(xiǎn)，這一矛盾仍需通過材料和體系創(chuàng)新破解。

第二個(gè)難題是固-固界面的接觸與穩(wěn)定性。液態(tài)電池中，電解液能實(shí)現(xiàn)電極與電解質(zhì)的全面包覆接觸，而在固態(tài)體系中，電解質(zhì)與正負(fù)極材料僅能形成“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”接觸。鋰離子的直徑約0.07納米，僅能在0.2納米左右的距離內(nèi)躍遷，一旦界面接觸不緊密，就會(huì)導(dǎo)致離子傳輸受阻，電池容量大幅衰減。目前，行業(yè)已能夠生產(chǎn)小尺寸樣品，循環(huán)壽命可達(dá)幾百至1000圈，但容量和壽命與液態(tài)電池的水平相比，仍有差距，界面阻抗控制與長(zhǎng)期穩(wěn)定性仍是關(guān)鍵攻關(guān)方向。與此同時(shí)，固-固界面鋰離子不好“走通”會(huì)帶來充電效率不如液態(tài)電池等問題，超高倍率快充也是全固態(tài)電池的挑戰(zhàn)項(xiàng)。未來，全固態(tài)電池在快充能力上，能與當(dāng)前液態(tài)高端電池“持平”，將是非常理想的狀態(tài)。

第三個(gè)難題是鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用與安全控制。為實(shí)現(xiàn)能量密度的根本性突破，固態(tài)電池必須采用鋰金屬或鋰合金作為負(fù)極，其容量可達(dá)石墨負(fù)極的10倍以上，是能量密度突破480Wh/kg的核心前提。但是，鋰金屬存在天然缺陷：熔點(diǎn)僅180℃，遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰的穩(wěn)定閾值；易生長(zhǎng)鋰枝晶導(dǎo)致短路；暴露在空氣或水分中會(huì)劇烈燃燒。目前，行業(yè)內(nèi)企業(yè)通常采用鋰合金替代純鋰金屬，通過犧牲部分能量密度，而實(shí)現(xiàn)了初步應(yīng)用，但要實(shí)現(xiàn)安全與性能兼顧，仍需依賴固態(tài)電解質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度提升與封裝技術(shù)的革新。

此外，技術(shù)問題、工程問題解決到一定程度后，更現(xiàn)實(shí)的問題是成本。目前，全固態(tài)電池仍處于實(shí)驗(yàn)室與工程樣品階段，單體電芯成本較高，距離大規(guī)模商業(yè)化尚有時(shí)日，還需要全行業(yè)持續(xù)努力推進(jìn)。按照業(yè)內(nèi)專家的判斷，真正與現(xiàn)有液態(tài)電池在“每瓦時(shí)成本”層面接近，至少要等到2030–2035年之后。

清陶動(dòng)力的“雙線作戰(zhàn)”與行業(yè)布局

從行業(yè)發(fā)展來看，目前全球固態(tài)電池賽道已形成多強(qiáng)競(jìng)逐的格局，不同企業(yè)基于技術(shù)積累與市場(chǎng)判斷，選擇了差異化路線。面對(duì)技術(shù)挑戰(zhàn)與市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)，清陶動(dòng)力采取“性價(jià)比路線+性能路線”并行的雙線作戰(zhàn)策略，在固態(tài)電池賽道上穩(wěn)步推進(jìn)。

性能線聚焦全固態(tài)電池的技術(shù)攻堅(jiān)，將其定位為“技術(shù)制高點(diǎn)”，如同“核武器”一般，雖在短期內(nèi)不追求大規(guī)模盈利，但必須掌握核心能力。清陶動(dòng)力的全固態(tài)電池整體研發(fā)進(jìn)展處于行業(yè)前列，已完成中試線建設(shè)，計(jì)劃到2027年實(shí)現(xiàn)首批1000臺(tái)級(jí)別裝車應(yīng)用，搭載于上汽集團(tuán)某款新車平臺(tái)。得益于平臺(tái)化設(shè)計(jì)，全固態(tài)電池包可直接替換現(xiàn)有液態(tài)電池包，續(xù)航里程在1000公里以上。

性價(jià)比路線以半固態(tài)（固液混合態(tài)）電池為主，聚焦市場(chǎng)化應(yīng)用，目前已實(shí)現(xiàn)兩款產(chǎn)品量產(chǎn)交付：一是智己L6光年版的半固態(tài)電池，采用小批量交付模式，經(jīng)過半年多的實(shí)車驗(yàn)證，性能表現(xiàn)穩(wěn)定；二是MG4安芯版的半固態(tài)電池，作為首款大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，主打主流消費(fèi)市場(chǎng)。根據(jù)規(guī)劃，2026年，清陶動(dòng)力的半固態(tài)電池產(chǎn)品將繼續(xù)搭載于上汽旗下品牌多款新能源車型。

從技術(shù)演進(jìn)來看，當(dāng)前行業(yè)仍處于“量變積累”階段，三大核心難題雖有突破和進(jìn)展，但距離大規(guī)模量產(chǎn)仍有很長(zhǎng)的一段路要走。固態(tài)電池確實(shí)代表動(dòng)力電池的“終極形態(tài)”，但它不會(huì)以顛覆式速度到來，也不會(huì)一次性滿足所有期待。

固態(tài)電池在本質(zhì)上是材料變革驅(qū)動(dòng)電池體系創(chuàng)新的系統(tǒng)工程，需要材料、電芯、系統(tǒng)、整車共同推進(jìn)的迭代更新。對(duì)消費(fèi)者而言，真正的改變，或許不是“明天就用上全固態(tài)”，而是在不知不覺中，電動(dòng)車變得更穩(wěn)定、更從容、更接近一輛“成熟交通工具”。