固態(tài)電池天然具備高能量密度與快充優(yōu)勢?硫化物全固態(tài)可快速上車?半固態(tài)電池只是減少電解液用量嗎?

　　近日，在“電動(dòng)航空下一代電池技術(shù)及先進(jìn)制造(CIBF2026深圳)交流會(huì)”上，有近20年鋰電研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的國軒高科首席科學(xué)家朱星寶，全面拆解了這些行業(yè)認(rèn)知誤區(qū)，理清固態(tài)、半固態(tài)電池真實(shí)技術(shù)邏輯、產(chǎn)業(yè)化卡點(diǎn)與路線終局，明確低空經(jīng)濟(jì)將成為固態(tài)技術(shù)率先落地的核心場景。

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固態(tài)電池本身不具備超充、高能量密度特性

　　演講一開始，朱星寶就提出一個(gè)觀點(diǎn)：固態(tài)電池本身不具備天然快充優(yōu)勢。他指出，行業(yè)普遍鼓吹固態(tài)電池快充性能優(yōu)于液態(tài)電池，但從電化學(xué)底層邏輯來看，固態(tài)電解質(zhì)離子傳導(dǎo)效率先天弱于液態(tài)電解液。液態(tài)電解液離子電導(dǎo)率可達(dá)10?2 S/cm，而早期固態(tài)電解質(zhì)僅10?? S/cm，相差四個(gè)數(shù)量級(jí)，倍率性能存在天然短板。國軒高科現(xiàn)有固液電池5C持續(xù)放電、圓柱電池10C+的高倍率性能，均是結(jié)構(gòu)與配方優(yōu)化后的后天突破，并非體系原生優(yōu)勢。

　　其次，固態(tài)電池與高能量密度無天然綁定。朱星寶認(rèn)為，固態(tài)電解質(zhì)密度更高，純固態(tài)體系理論比能量上限要低于液態(tài)電池。他表示，市場所見高能量密度固態(tài)電池，核心邏輯是以固態(tài)技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)安全短板，適配高鎳、鋰金屬等高能量密度材料——高能量密度來自電極材料升級(jí)，固態(tài)電池的核心價(jià)值，是解決高鎳體系熱失控風(fēng)險(xiǎn)高的痛點(diǎn)，而非自身實(shí)現(xiàn)能量密度躍升。

　　朱星寶強(qiáng)調(diào)指出，固態(tài)電池最初研發(fā)的目的，是想破解鋰金屬負(fù)極產(chǎn)業(yè)化難題。液態(tài)電解液與鋰金屬存在熱力學(xué)不相容問題，鋰枝晶無法根除，而目前固態(tài)電解質(zhì)是適配鋰金屬、抑制枝晶的最優(yōu)方案。如今，固態(tài)技術(shù)產(chǎn)業(yè)定位迭代為：平衡高能量密度與高安全性的核心技術(shù)手段。

02

低空經(jīng)濟(jì)剛需凸顯，高能量密度電池落地需格外謹(jǐn)慎

　　作為國家“十五五”新興支柱產(chǎn)業(yè)之一，低空經(jīng)濟(jì)對高安全、高比能電池存在剛性需求。國內(nèi)億航、峰飛、沃飛等主流機(jī)型，已形成軟包、圓柱兩類標(biāo)準(zhǔn)化電芯配套體系。

　　當(dāng)前，消費(fèi)級(jí)低空電池能量密度集中在250–260Wh/kg，工業(yè)級(jí)機(jī)型主流采用300Wh/kg電芯;行業(yè)研發(fā)端已突破350–360Wh/kg半固態(tài)電池、400–500Wh/kg超高能量密度電池技術(shù)。但朱星寶強(qiáng)調(diào)，400Wh/kg以上產(chǎn)品僅可上機(jī)測試，暫不具備批量出貨條件。核心原因在于低空場景容錯(cuò)率極低：車載電池?zé)崾Э厝杂刑由臻g，而飛行器電池失效極易引發(fā)安全事故，因此行業(yè)對高密固態(tài)電池商業(yè)化極為謹(jǐn)慎。

　　電芯規(guī)格方面，低空軟包電池以30Ah為標(biāo)準(zhǔn)，圓柱電池涵蓋21700小容量與46系列大容量產(chǎn)品，可適配多元工況。

　　值得一提的是，在朱星寶看來，鈉電池有望成為低空補(bǔ)充方案，“其-30℃~-40℃低溫容量保持率可達(dá)88%，低溫倍率性能優(yōu)異;短板就是能量密度低，國軒高科在科技大會(huì)發(fā)布的‘鈉晨電池’能量密度是一大亮點(diǎn)。”

03

固液電池技術(shù)門檻極高，僅降低電解液占比無法改變熱失控機(jī)制

　　據(jù)悉，行業(yè)現(xiàn)存六條固態(tài)電池技術(shù)路線，但各有明顯性能短板，無全能型方案，經(jīng)過多年產(chǎn)業(yè)驗(yàn)證，僅硫化物全固態(tài)、固液混合具備商業(yè)化潛力，但兩條路線發(fā)展前景截然不同。

　　硫化物全固態(tài)是行業(yè)長期攻堅(jiān)的核心方向，核心優(yōu)勢是電解質(zhì)電導(dǎo)率已達(dá)10?2 S/cm，追平液態(tài)電解液，可解決固態(tài)電池核心傳導(dǎo)難題。國軒高科迭代節(jié)奏清晰，2024年推出車規(guī)級(jí)30Ah硫化物全固態(tài)電池，2025年完成裝車路測，2026年5月進(jìn)一步升級(jí)，電池能量密度已突破400Wh/kg，并順利通過針刺、高溫?zé)嵯涞葮O限安全嚴(yán)苛測試，全程無冒煙、無起火。

　　朱星寶直言，硫化物路線產(chǎn)業(yè)化壁壘極高，且只有成、敗兩種結(jié)果。目前存在六大致命卡點(diǎn)：材料耐水性差、大電芯循環(huán)性能相較小電芯衰減百倍、電芯膨脹力過大、量產(chǎn)良品率極低、依賴高壓專用設(shè)備、產(chǎn)能爬坡難度大。該路線電芯放大呈指數(shù)級(jí)難度，小電芯可實(shí)現(xiàn)2萬次循環(huán)，60Ah大電芯性能大幅跳水;其工作所需數(shù)十兆帕高壓，遠(yuǎn)超車載底盤5MPa承受極限。疊加量產(chǎn)產(chǎn)能、良率、成本劣勢，硫化物全固態(tài)會(huì)優(yōu)先落地低空、機(jī)器人等小動(dòng)力場景，而非整車市場。

　　朱星寶認(rèn)為，現(xiàn)階段混合固液則是適配市場多元需求的更優(yōu)解。該路線可實(shí)現(xiàn)液態(tài)—半固態(tài)—全固態(tài)的連續(xù)迭代，通過調(diào)整電解液配比、重構(gòu)離子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，靈活平衡能量密度、倍率、壽命與成本，適配市場綜合性能需求。

　　朱星寶強(qiáng)調(diào)，固液電池技術(shù)門檻極高，絕非簡單減少電解液。僅降低電解液占比，無法改變熱失控機(jī)制，安全性與液態(tài)電池?zé)o差異。他表示，真正的技術(shù)突破，要依托高鎳材料包覆、自研耐高溫隔膜、自熄滅凝膠電解質(zhì)等全套升級(jí)技術(shù)。朱星寶進(jìn)一步介紹道，目前，國軒高科8系高鎳半固態(tài)電池?zé)岱€(wěn)定性，優(yōu)于6系中鎳液態(tài)電池，通過清華大學(xué)歐陽明高院士團(tuán)隊(duì)嚴(yán)苛安全驗(yàn)證，已獲多家車企定點(diǎn)。產(chǎn)能方面，國軒高科已建成10GWh方殼、5GWh圓柱固液電池產(chǎn)線，合肥12GWh產(chǎn)線穩(wěn)步規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)化布局持續(xù)落地。

04

液態(tài)不會(huì)被淘汰，固態(tài)深耕高端場景

　　針對“固態(tài)替代液態(tài)”的行業(yè)論調(diào)，朱星寶明確否定。他表示液態(tài)電池不會(huì)被完全取代，但低空經(jīng)濟(jì)、電動(dòng)船舶、智能機(jī)器人等高端場景，將是固液電池、固態(tài)電池的“試煉場”。

　　朱星寶認(rèn)為，長期來看，低空與機(jī)器人領(lǐng)域500Wh/kg的終極能量密度需求，只能依靠鋰金屬負(fù)極體系實(shí)現(xiàn)，而超高能量密度必然伴隨安全冗余下降，固態(tài)技術(shù)將成為高能量密度電池安全兜底的剛需方案。