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推动我国全固态电池创新发展

徐海龙 苏楠
2026年05月19日08:42 | 来源:科技日报222
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全固态电池是未来能源领域的关键制高点,正处于迈入产业化阶段的关键窗口期。当前,全球范围内全固态电池的研发与产业化竞争已进入白热化阶段,呈现出多技术路线并行、专利布局加速、跨国合作与区域竞争交织的复杂态势。

跻身全球第一方阵

我国全固态电池在科研产出、技术创新、产业化进程和场景应用等多方面均保持国际领先水平,为产业创新发展奠定良好基础。主要表现在以下几个方面。

我国全固态电池科研产出处于全球第一方阵。我国发表的全固态电池论文数量急速增长,年度发表论文数量从2015年的21篇增加到2023年的562篇,居全球首位。突破性成果不断涌现,中国科学院物理研究所、中国科学院金属研究所和清华大学等突破了固—固界面接触等世界性难题,为全固态电池从实验室走向量产开辟了新路。

我国成为全固态电池主要技术来源国。从技术来源看,全球固态电池领域的专利申请中,约37%来自日本,约30%来自中国。从专利布局看,中国已经超越日本,成为全球固态电池专利布局最多的市场,占比约35%。从专项技术看,我国全固态电池电解质技术专利申请量居世界首位,约占全球比重为39%。

我国全固态电池产业化进程与国际领先水平同步。从国内外领先企业产业化进程看,全固态电池正处于中试向小批量生产过渡阶段,预计2027年开始小规模量产,2030年有望实现商业化。以宁德时代、国轩高科等为代表的领军企业在技术成熟度、中试线建设和良品率方面与国际先进水平一致。

我国全固态电池应用向多元场景拓展。整体看,汽车仍是全固态电池最大应用领域。得益于能量密度高、安全性好、循环寿命长等优势,全固态电池成为解决传统领域需求痛点问题、促进未来产业发展的重要动力基础,应用领域正从电动汽车向电动垂直起降飞行器、人形机器人、消费电子、储能等领域延伸。

发展面临多重挑战

我国全固态电池在多方面领先的同时,仍面临技术积累不足、部分技术瓶颈难突破和产业体系转换存在惰性等困难,在与主要国家争夺技术主导权、开展国际合作等方面处于不利位置。

当前,国外正在加速布局,我国面临被“换道超车”风险。一方面,全球主要发达国家和地区加大对全固态电池的政策支持。美欧日韩等通过制定战略、加大资金支持、出台专门政策等措施,加速体系化布局,以争夺下一代电池技术主导权。另一方面,全球范围内,传统车企、电池制造巨头以及专注于固态电池技术的创新企业,纷纷积极投身全固态电池赛道,形成多元化竞争格局。

技术瓶颈亟待突破,存在路线不确定风险。从技术自身发展看,全固态电池部分关键核心技术需加强攻关,主要包括电池失效机理等基础性问题,以及固—固界面、锂枝晶生长机制和离子运输机制等产业化技术。从路线选择看,全固态电池研发主要集中在硫化物、氧化物和聚合物三条技术路线,不同地区企业在技术路线选择上呈现差异化。目前,全固态电池技术路线尚未实现完全收敛,三条路线在离子电导率、稳定性、成本及技术成熟度上各具优劣,兼顾所有要求的“完美方案”仍未形成。我国在主要路线均有布局,但面对层出不穷的新方案和新技术,仍有错失领先地位的可能。

技术积累深度不够,缺乏具有全球竞争力的优势主体。我国在全固态电池领域活跃企业数量最多,但在技术积累深度方面与国外仍有差距。在全固态电池及电解质材料专利申请量排名前三十的机构中,日本、中国、韩国和欧洲企业数量分别为17家、7家、5家和1家,排名前十的均为日韩企业。我国技术积累相对薄弱、专利布局处于相对劣势,在未来研发和全球市场开拓中,可能面临技术和知识产权壁垒。

产业体系面临重构,一定程度上存在转换惰性。全固态电池量产节点临近,它将引发的不仅是技术更迭,更是整个产业链和创新链的重构。我国已基于液态电池和半固态电池建立了从原料及基材生产、电芯及电池包装配、装备制造到电池回收的完整产业链,向全固态电池转换将对产业链造成冲击。此外,我国全固态电池安全测试、寿命评估、市场准入等标准体系尚未建立,或陷入“技术领先却失语国际”困境。

合作研发趋势明显,但我国创新协同度不高。全固态电池产业竞争是体系化竞争,跨机构和跨国界的协同创新是全固态电池创新的重要趋势。日本以举国之力推动全固态电池商业化,建立官—产—学联盟。韩国政府推动LG新能源、SK On、三星SDI等动力电池企业成立电池联盟。美国能源部设立“Battery500联盟”,加强跨部门和跨领域合作。对比而言,我国全固态电池创新仍存在认识不统一、力量比较分散、产学研不协同等问题。

完善协同创新体系

推动我国全固态电池创新发展,需强化顶层战略布局,加强财税、标准、平台、场景、国际合作等政策协同部署,加快推动技术迭代,提升产业柔性转换能力,增强产业竞争力和可持续发展能力。

第一,加强全固态电池创新发展战略部署。加快研究制定全固态电池综合性战略规划,围绕全固态电池基础和关键核心技术研发、材料和装备协同发展、标准制定等进行系统化布局。针对装备升级和市场推广等形成专门财税支持政策,阶段性采用终端应用补贴、税收减免、示范推广等政策工具,强化早期市场培育。充分发挥我国超大规模市场优势,加强人形机器人、低空装备等与全固态电池协同创新,以新场景新应用为牵引加速技术迭代和熟化。

第二,强化全领域知识产权和标准布局。建立全固态电池技术路线图与动态评估机制,定期组织全球技术评估,跟踪硫化物、氧化物、聚合物、卤化物等主流固态电解质路线的进展与瓶颈,动态调整支持重点。推动研发和标准同步推进,加快性能、市场、安全和测试等标准制定和发布。加快知识产权布局,围绕全固态电池关键环节开展专利积累和储备,结合市场拓展战略有针对性加强海外专利布局。

第三,完善协同创新体系。围绕材料改性、界面工程及规模化制备技术,加强跨学科跨主体协同攻关,形成全固态电池的材料、电芯、系统集成试验制备能力。支持科技领军企业建设全固态电池创新联合体,带动全产业链企业以及高校和科研院所整体创新能力提升,重塑产业体系竞争新优势。加大对全固态电池创新平台支持力度,鼓励建设人工智能驱动的研发平台和数据库、中试平台和公共测试平台等,提高共性技术和服务供给水平。

第四,增强产业体系转换灵活性。鼓励电解质的氧化物、硫化物、聚合物等多元路线并行研发与竞争,避免锁定特定技术路线。构建“平台化+模块化”产业创新生态,政府牵头建立国家级研发中试平台,聚焦界面工程、规模化制备工艺等关键共性技术研发,推动材料、设备、电芯与整车企业形成模块化协作联盟,降低产线转换成本,实现从材料体系到电池包设计的快速重构。丰富金融支持工具,设立产业转型基金,专项支持企业产线柔性化改造与技术转换。

第五,引导企业有序开展国际合作。加强与新兴市场在新型储能领域的产品出口、企业合资、研发共建等全方位合作。密切跟踪国外相关政策动态,鼓励企业联合应对海外市场潜在风险,支持产业链上下游企业联合出海,围绕关键矿产等构建稳定的海外供应链体系。

(作者徐海龙、苏楠分别为中国科学技术发展战略研究院副研究员、研究员)

(责编:杨曦、陈键)
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