加速我国全固态电池技术创新突破
全固态电池正逐渐成为全球能源产业的重要突破口,当前已经进入产业化加速期。全球各国围绕全固态电池展开激烈角逐,不同技术路线纷纷涌现,专利布局加快,多国合作相互交织,区域间竞争也日趋复杂。
进入全球领先阵营
中国在全固态电池领域,无论是科研成果、技术创新还是产业化推进和应用场景的拓展,都处于国际前沿,为后续产业高质量发展打下扎实基础。具体优势体现在以下几方面。
中国全固态电池的科研输出稳居全球领跑。近几年,中国发表的全固态电池相关论文数量迅速增加,2015年有21篇,2023年已跃升至562篇,全球排名第一。包括中国科学院物理研究所、中国科学院金属研究所、清华大学等机构在内,持续攻克固—固界面接触等关键难题,推进实验室技术向产业化迈进。
中国成为全固态电池关键专利技术的主要输出国。数据显示,日本在固态电池领域的专利申请占比约37%,中国达到30%。而在专利布局方面,中国反超日本,拥有最多的相关专利,市场占比约35%。在专项领域,特别是电解质技术,中国专利申请量占全球39%,高居世界第一。
在产业化进程上,中国与国际领先企业齐头并进。如今全固态电池正经历中试到小规模生产的转型阶段,预计到2027年进入小批量量产,2030年实现商业应用。宁德时代、国轩高科等行业头部企业在技术成熟度、中试能力和产品良品率方面,与国际先进标准保持同步。
全固态电池的应用领域也在不断扩展。汽车仍是主力市场,凭借高能量密度、安全稳定、长循环寿命等特点,有效解决传统能源存储难题,为未来产业升级提供动力。应用也从电动汽车逐步拓展至垂直起降飞行器、人形机器人、消费电子以及储能等多元领域。
挑战与难题
尽管中国在诸多环节保持领先地位,但依然面临技术积累不深、关键难点突破缓慢以及产业体系转型存在一定阻力等问题,在全球技术竞争和国际合作中存在劣势。
国外企业加紧布局,中国需防范“换道超车”风险。一方面,美欧日韩等主要经济体出台专门政策,增加投入,加快固态电池研发进度,试图抢占新一代电池技术制高点。另一方面,全球传统车企、电池制造厂商以及新兴创新公司纷纷加入竞争,市场格局日趋多元化。
技术方面也存在不确定性。当前,部分核心技术仍需突破,包括电池失效机制、固—固界面、锂枝晶生长和离子运输等产业化环节。主要的研发方向聚焦在硫化物、氧化物、聚合物三大路线,不同企业采用方式各异,目前尚未形成统一“最优解”。中国在这三条路线均有布局,但新技术不断涌现,领先优势随时可能被颠覆。
技术底蕴仍需加强,缺乏全球影响力高的龙头企业。虽然中国相关企业数量众多,但技术积累方面与国际同行仍有差距。全球固态电池专利申请量排名前30的机构中,日本17家,中国7家,韩国5家,欧洲1家,前十多为日韩企业。中国技术储备薄弱、专利布局相对滞后,未来在研发和海外市场开拓上或受限于技术壁垒和知识产权障碍。
产业链面临重新调整,转型过程中存在惯性风险。随着全固态电池量产临近,不仅会带来技术迭代,还将推动整个产业链和创新链重构。中国已形成以液态及半固态电池为基础的完整产业链,从原材料到电芯生产、装备制造、回收体系一应俱全,向全固态电池升级将带来冲击。此外,相关安全测试、寿命评估、市场准入等标准体系尚未健全,有可能出现“技术领先却无法在国际市场发声”的局面。
协作创新趋势明显,但中国协同创新水平尚不足。全固态电池产业的竞争本质上是体系竞争,跨部门、跨区域联合创新成为行业发展的主流。日本通过政府、企业、高校共同推动,形成产学研联盟。韩国支持企业组建电池联盟,美国能源部成立“Battery500联盟”,加强跨领域合作。相比之下,中国存在认知不统一,创新力量分散,产学研合作效率不高等问题。
构建协同创新体系
要推动中国全固态电池创新成果落地,需要强化战略规划,完善政策协同,从财税、标准、创新平台、场景布局、国际合作等多方面着力,加快技术升级,提高产业转型弹性,增强持续竞争力。
一是推进全固态电池发展战略落地。加快制定全固态电池相关战略规划,重点推动基础核心技术、材料与装备协同、标准体系完善等系统化布局。针对装备升级和市场推广,出台专项财税政策,如终端补贴、税收减免、示范项目等,助力早期市场成长。充分发挥中国超大规模市场优势,推进人形机器人、低空装备等与全固态电池协同创新,吸引新场景带动技术更新。
二是强化知识产权和标准体系建设。要建立技术路线图和动态评估机制,定期组织全球技术评审,持续关注硫化物、氧化物、聚合物、卤化物等多种技术路线进展,灵活调整支持重点。推动研发与标准同步,尽快出台性能、安全、市场和测试标准。加快专利布局,围绕关键环节积累储备,有针对性加强海外专利部署,并与市场拓展结合。
三是完善协同创新机制。围绕材料改性、界面工程、规模化制备等方向,推动多学科、多主体合作攻关,建立材料、电芯、系统集成的全链条研发能力。鼓励科技企业牵头建立创新联盟,带动产业链上下游、科研院校整体升级,塑造行业新优势。加强创新平台建设,支持人工智能研发平台、试验基地、公共测试中心,提高共性技术和服务能力。
四是提升产业体系转型灵活性。鼓励多种电解质技术并行研发,避免单一路线“锁定”。打造“平台+模块化”创新生态,政府推动中试平台建设,聚焦界面工程和规模化制备等关键技术,组织材料、设备、电芯和整车企业形成模块化协作联盟,降低产线转型成本,实现材料体系到电池包的快速重构。丰富金融支持工具,设立转型基金,专门支持企业柔性产线改造和技术升级。
五是引导企业稳步推进国际合作。加强与新兴市场在能源储备、产品出口、合资建设、研发合作等领域的联动。紧密关注海外政策动态,鼓励企业联合应对国际市场风险,支持上下游企业走出去,围绕关键矿产等核心部件构建起稳定的全球供应链。
(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)





