报告研究动机源于工信部2024年5月启动的60亿元全固态电池专项补贴项目,该项目选拔六家领先企业(宁德时代、比亚迪、吉利、一汽、上汽清陶、卫蓝新能源)进行研发、试点生产和测试,目标是在2027年前实现1,000台车辆装车。报告旨在通过一线专家访谈,揭示技术真实进展与挑战。
研究方法与信息来源
报告采用专家访谈法,核心信息源为一位主导硫化物基ASSB研究的国家科研机构专家。该专家深度参与了工信部项目的样品测试流程,提供了第一手的实证观察。研究还整合了:
六家参与企业的试点生产线样品测试数据
中国汽车工程学会(CAES)2025年5月发布的团体标准《全固态电池判定方法》
高工锂电(GGII)和ICCSino的市场预测数据
20余家电池、材料、设备企业的公开披露进展
专家访谈聚焦于硫化物路线,因为这是当前唯一能实现400Wh/kg能量密度的技术路径,但同时也是安全问题最突出的路线。
关键技术挑战与实证发现
1 测试进展与时间表
样品提交:原定于2025年9-10月开始的测试因吉利和一汽样品准备问题推迟至11月。四家电芯企业(宁德时代、比亚迪、吉利、一汽)均已向中国汽车研究中心提交60Ah级别样品。
结果预期:官方结果预计2026年2-3月公布,但专家表示当前样品可能无法通过全部安全测试。
2 硫化物电解质的安全缺陷
专家揭示:硫化物电解质在~200°C分解,因含硫和磷成分必然起火,行为类似液态电解液。关键测试表现:
热箱测试:200°C环境下触发失控
针刺测试:短路加热同样引发失控
结论:ASSB原本的安全优势存疑,与液态锂电池无本质差异
3 高压运行难题
ASSB需要10-20MPa外部压力维持固-固界面接触,这导致:
电池企业必须提供专用压力夹具用于测试
乘用车集成"极度困难",仅重型卡车(HDT)可能可行,乘用车(PV)因空间和系统设计限制基本不可行
4 能量密度与安全性的矛盾
当前样品可实现400Wh/kg目标,但必须依赖高镍三元正极+50%硅碳负极。高镍载量加剧了热安全风险,即使宁德时代和比亚迪也面临一致性量产挑战。专家指出:"能量密度提升主要来自正极材料,而非电解质形态"。
5 成本与良率困境
材料成本是液态体系的10倍以上
良率和一致性问题即使对龙头企业也依然尖锐
在中国电动车价格竞争加剧背景下,专家认为主流车型大规模部署"不可能"
半固态电池的本质
报告对行业转向半固态的趋势提出尖锐批评:
技术实质:多采用陶瓷涂覆隔膜提升局部热稳定性,能量密度无提升
营销驱动:电动车企将其作为车型宣传噱头,而非真正的安全或性能突破
标准界定:2025年5月CAES发布的团体标准允许<1%液体重量损失的电池仍称为"全固态",被报告视为"务实妥协",但国家版标准预计将更严格,排除"半固态"作为正式分类。
宁德时代的战略与技术路径
1 领先地位
尽管宁德时代在媒体宣传上不如其他企业高调,但专家认定其为国内最可信的ASSB竞争者,支撑因素是:
超过2,000名专职研究人员
100多个并行子团队攻克各类失效模式
2 无负极技术(Anode-Free)的颠覆性
2025年4月21日,宁德时代发布自生成负极技术,核心创新:
原理:初始组装时不含锂基负极活性材料,仅用裸铜箔集流体。首次充电时,锂离子从正极脱出并电化学沉积在铜表面,形成功能性锂金属负极。
性能:体积能量密度提升60%,重量能量密度提升50%,与NCM系统配合可达>1000Wh/L
应用平台:Freevoy双能源电池系统,将锂离子与钠离子电芯深度整合,实现"电池中的电池"
3 技术挑战
循环寿命:0μm锂金属(无负极)电池仅约120次,远低于传统20μm锂金属电池的500+次
充电速率:仅0.2C,远低于锂离子典型的2-3C+
妥协方案:混合电池系统,无负极电芯作为增程器,主电池承担大部分循环
行业竞争格局与进展
1 六家工信部项目参与者
六家工信部项目参与单位
2 半固态与准固态厂家
卫蓝新能源:氧化物+聚合物路线,106Ah/124Ah产品,2028-29年量产
清陶能源:聚合物+卤化物路线,406Wh/kg,计划2026年500Wh/kg
辉能科技:氧化物陶瓷隔膜+无负极设计,2025年与大众合作
3 国际厂家
丰田:硫化物路线,2027-2028年小批量,2030年商业化
QuantumScape:氧化物陶瓷隔膜,2026年目标,15分钟快充
Solid Power:硫化物路线,2027年装车,宝马合作
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