新能源汽车“续航难题”待解，全固态电池仍在攻关

“续航焦虑”一直是制约电动汽车普及的重要难题之一，而全固态电池技术则被广泛认为有可能彻底改变这一局面。

据相关媒体消息，我国首条高容量全固态电池生产线近期完成建设，目前正处于小批量试制阶段，计划将在2027年至2030年间逐步实现大批量生产。

全固态电池和传统锂离子电池有何不同？这种新型电池能否真正解决用户对于续航的担忧？如果要实现真正的大规模应用，还需解决哪些核心难题？近日，科技日报记者就这些关注热点采访了行业专家。

第一问：全固态电池与锂离子电池的主要区别是什么？

温州大学碳中和技术创新研究院院长侴术雷介绍，和常见的锂离子电池相比，全固态电池的显著区别在于以固体电解质取代了传统的液态电解液，同时对正负极材料也做了相应升级。

西湖大学工学院助理教授向宇轩补充，目前全固态电池主要在三条技术路线上发展，分别使用硫化物、氧化物以及聚合物等固体电解质，这些材料均具备不可燃的安全特性。

向宇轩举例，传统锂离子电池通常以石墨为负极，正极则采用磷酸铁锂或三元材料，中间通过多孔聚合物隔膜与液态电解液连接，其原理是锂离子依靠液态电解液往返于两个极板之间。

而全固态电池则通过固体电解质薄膜，取代了原先的隔膜和液态电解液，使锂离子可以依赖固体材料中的离子传导通道流动。向宇轩表示，这样做不仅规避了液态电解液漏液、易燃等安全隐患，而且为选择更高容量的电极材料提供了可能，从理论上提升了电池的能量密度和整体安全性。

第二问：全固态电池如何增加电动汽车的续航里程？

向宇轩指出，电动汽车续航有限，主要在于目前使用的锂离子电池能量密度不足，电池包的尺寸和重量受限，使得单个电池难以存储更多电量。

他解释，全固态电池由于采用了更安全、更稳定的固态电解质，可以匹配理论容量更高的正负极材料，从而直接带动电池能量密度的大幅突破。

此外，这种电池结构本身的高安全性，也让系统集成时不必像传统电池那样加入大量额外保护设计，整体结构更加紧凑。

“一旦将全固态电池应用于电动汽车，在同等电池包体积和重量的情况下，所能存储的电能将显著提升，续航里程也更有保障。”向宇轩认为，理论上全固态电池有望让电动车行驶里程突破1000公里。虽然目前面临大规模生产的技术及成本考验，但长远来看，这项技术或许会成为解决续航焦虑的关键突破点。

第三问：距离真正实现大规模应用还有哪些挑战？

向宇轩介绍，目前全固态电池还处于技术攻关的早期阶段，其制造核心零部件——固态电解质，与既有锂离子电池工艺存在较大差别。

侴术雷同样表示，如果想兼顾高能量密度、长寿命和量产，全固态电池还需攻克一系列技术壁垒。

向宇轩分析，目前高性能固态电解质等关键材料的原料和合成工艺成本较高，并且这些材料制备时对环境的要求极为苛刻，需配备专用设备并保持严格的空气洁净度。因此，要实现低成本、大规模生产，需要在合成技术和产业链协同上取得新的突破。

此外，与传统电池不同，全固态电池在充放电过程中正负极活性物质与固体电解质之间形成固-固接触，这种接触方式在锂离子迁移和材料膨胀收缩时容易产生不稳定。侴术雷举例，使用硅碳作为负极时会发生较大体积膨胀，致使界面阻抗增加，而要保障这种电池在实验室内正常工作，集合了极高的压力。

向宇轩建议，未来应针对固态电解质的电化学属性和力学特性，开展系统深入的基础研究，从材料创新到设备开发环节都需协同攻坚，才有望解决固-固界面稳定性等关键痛点，助力全固态电池加速走向产业化和广泛应用。

记者 刘园园