中国储能网讯：目前，在全固态电池领域有4条技术路线齐头并进，然而，4条路线当下都有难以克服的难题。哪条路线会最终突出重围？或者有没有更好的方式充分利用现有的技术路线成果？记者在5月29～30日召开的中国汽车动力电池产业创新联盟2025年度大会上看到了一种新的思路：研发人员不再“死嗑”一条路线，而是探索多条路线的结合之道。现场多位嘉宾在演讲中提及了氧化物与硫化物、氧化物与聚合物的结合等，并展示了最新的研究成果。

“固液混合是多路线组合的一种表现形式，即便是过渡产品，从经济性、综合性能等多角度考虑，也可能存在相当长一段时期。”中国电子科技集团18所研究员肖成伟说。

单一路线都有“拦路虎”

固态电池具有高安全、高比能量、宽温域等优异的特点，为了实现这些性能目标，科研人员从多条路径进行探索。然而，每条路径都有“拦路虎”。

现场，多位演讲嘉宾论述了不同技术路线固态电池的强项与短板。氧化物路线的量产能力、空气稳定性较高，但是接触电阻、对锂稳定性都比较弱。南方科技大学教授许晓雄指出，氧化物固态电池的挑战主要体现在两个方面，一是氧化物固体电解质超薄膜制备有非常强的挑战性，制备工艺需要突破；二是氧化物固体电解质机械强度虽高，但韧性需进一步改善，当前仍难以抑制锂枝晶生长，部分化物电解质材料与锂金属在热失控下会引起燃烧。许晓雄说：“固态电池追求高安全性，但氧化物会起火燃烧，目前离行业追求的目标还有一定的差距。”

硫化物路线被不少研发人员看重，但面临的挑战也非常艰巨。稳定性是硫化物路线面临的第一个考验，硫化物材料易与微量H₂0发生化学反应生成有毒的H₂S气体。除了微量水之外，硫化物材料也易与N₂、CO₂发生反应。许晓雄说，硫化物非常活跃的特性导致它对环境的要求极高。“硫化物太活跃了，在生产过程中，干法制备工艺和装备都需要取得突破，才具有商业化的前景。”许晓雄说。

另外，成本也是一大难题。硫化物固体电解质具有强腐蚀性，对生产装备的要求非常高，一般的设备材料满足不了要求，而耐腐蚀性材料价格又都很昂贵；目前市场上高纯度硫化锂的价格也比较高，只有当价格低于50万元／吨时才具备竞争力，但达成这个目标有相当的难度。同时，硫化物基全固态电池电芯层面还有安全性验证不足的难题。

许晓雄说：“固态电池的研发受‘不可能三角’理论的影响，产品性能与市场需求间要实现平衡设计，但这种平衡很难把握。”

而对于聚合物和卤化物路线，国轩高科固态电池项目总工程师潘瑞军说，聚合物路线界面接触较好，也容易加工，但其导电率、稳定性等难题需要攻克；卤化物的界面接触性也比较好，但电化学稳定性需要解决，加工上也有难度。

多路线融合是趋势

近些年来，全球的研发机构在固态电池领域孜孜以求，在硫化物、氧化物、聚合物、卤化物的技术路线上不断开拓，但各条技术路线上的困难依然存在，没有实现根本性的改变。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊认为，固态电池的任何一种材料体系都存在短板，体系融合是电解质性能提升的必然选择，也就是要走刚柔并济的路线。

记者注意到，单独看4条技术路线的六边形（强弱项构成）分布，强项与短板都比较明显，各技术路线呈现出不规则的六边形形态。但如果把4张六边行图片叠加在一起，叠加后的六边形则趋近于正六边形。

崔光磊的团队在寻求解决办法时想到了复合路线，他们用十边形描述了复合路线的各项性能特征。从展示的成果来看，硫化物的离子电导率、离子迁移数比较高，复合路线继承了硫化物的这些优点；硫化物的稳定性不强，对环境要求苛刻的短板恰恰是氧化物的强项；在器件集成性和可加工性上，硫化物、氧化物都无法达到理想的状态，而这恰恰是聚合物的强项。氧化物、硫化物、聚合物叠加在一起，既可以吸纳各路线的优点，也可有效避免短板。

据崔光磊介绍，采用复合路线后，电解质电导率得到提升，实现室温60℃～100℃下1500C的高倍率性能。在干法电极与极片一体的生产过程中也采用复合工艺的情况下，实现了电极生产低碳化、高压实。

复合路线正成为行业统一的探索方向。中科院物理所研究员李泓在原位固态化研究中也采用了氧化物和聚合物复合电解质。李泓说，单纯的原位聚合有很多问题，氧化物和聚合物复合之后，满足了高能量、高安全、低膨胀、低内阻、宽温区、低成本等要求。

许晓雄也采用了复合路线研究生产正极材料，他说，采用微纳结构固体电解质涂覆高强膜、纳米尺度电解质多层级复合三元正极路线，成功开发出270Wh/kg的固液混合动力锂电池，并实现了规模量产。

选择复合技术路线的不止上述几家。欣旺达联席总裁梁锐在演讲中提到，聚合物复合路线成为新的选择，从单一聚合物发展到多维复合体系，聚合物固态电池的性能得到显著提升。

固液混合半固态电池将长期存在

在本次年会上，肖成伟认为，固液混合半固态电池作为过渡产品，可能会存在很长时期。他指出，固液混合也是一种复合路线，同时含液态电解质与固态电解质，循环、倍率、低温性能可满足实用化需求，与现有锂电工艺设备兼容性好，可量产。

其他嘉宾的演讲也印证了肖成伟的观点。潘瑞军说，固态电池的共性关键问题还很明显，集中在3个方面：材料体系、电芯制造、产品应用。目前，行业讨论比较多的是材料体系的难题。电芯制造的难题主要是如何匹配现有液态电池产线，如何打通全固态电池工艺路线，如何提升全固态电池制造良率等。产品应用的难题则表现在如何为电芯提供足够的紧力，如何调整热管理系统及策略，以及如何提高质量／体积成组率等。

另外，研发全固态电池最终要走向商业化，这意味着电池不仅要性能出色，经济性更要突出。然而，固态电池的经济性还不乐观。

中国一汽集团公司研究总院技术首席孙焕丽在演讲中提到，硫化物电解质的主要材料硫化锂目前的市场价格为3000～7000元／公斤，硫化物电解质的价格是6000～50000元／公斤。而市场上磷酸铁锂的价格约为30～35元／公斤，即便按照最低价格计算，两者相差也近百倍，如果按照最高价格计算，则相差1000多倍。

数据显示，磷酸铁锂最高峰的价格在150元／公斤左右，即便最高峰的价格，与固态电池的电解质价格相比也相差了20倍。众所周知，现在的新能源汽车动力系统成本约占车价的40％，如果更换为固态电池，消费者或将很难负担。当然，企业也在努力降低固态电池的成本。比亚迪股份有限公司动力电池创新研究中心副总监潘仪在演讲中提到，2025年，固态电池电芯成本争取下降50％，2027年下降70％，2030年在原有基础上再降30％～40％。降低成本的路径主要是原料降本、工艺提升和规模效应。

不过，固态电池降低成本需要付出巨大的努力，而且时间周期比较长，这就意味着固液混合半固态电池将长期存在。

李泓说，随着技术的发展，固液混合半固态电池已迭代多次。1.0时代，采用极片掺混和涂覆无机氧化物固态电解质，离子导体涂层隔膜电解液质量占比10～25wt％（质量百分比浓度）；2.0时代，在1.0时代的基础上，采用了电芯原位固态化，电解液质量占比降低至5～10wt％；3.0时代，通过原位固态化加掺混涂覆，研发出固态正极、固态负极极片复合离子导体隔膜，实现了电芯原位固态化，电解液质量占比进一步降低，已经小于5wt％；4.0时代，通过原位固态化实现了全固态正极、负极的极片和离子导体膜。

“目前1.0和2.0产品刚开始量产，主要是提高低温、倍率和安全性。3.0和4.0产品处于开发优化和中试验证阶段，主要是提高寿命和安全性。”李泓说。