隨著新能源汽車市場快速發展,動力電池的安全性和能量密度成為制約行業進一步突破的關鍵因素。傳統鋰離子電池由于液態電解質存在著易燃易爆的安全隱患,尤其在商用車領域,對續航能力和長時間高強度運行的要求更高。全固態電池以其無液態物質、寬安全窗口和高能量密度優勢,被視為下一代動力電池技術的核心方向。
然而,行業內長期缺乏對“全固態電池”概念的統一界定和判定方法,也導致技術路線、產品認證與市場推廣過程中存在混淆和爭議。2025年5月22日,中國汽車工程學會正式發布《全固態電池判定方法》(T/CSAE 434-2025),這是全球首個以標準形式明確“全固態電池”定義與測試方法的團體標準,具有里程碑意義。
動力電池是新能源汽車的核心部件,其性能直接影響整車的續航、安全和成本效益。近年來,固態電池技術不斷取得突破,但由于缺乏統一的術語定義和測試方法,行業中出現了“半固態”“全固態”電池等多個概念并存的局面。目前行業尚缺乏固態電池液態物質含量的測試方法,而全固態電池的核心在于內部不存在或極少液體物質,通過失重率測試可科學判定是否符合“全固態”要求。
標準主要內容
《全固態電池判定方法》標準共分為6章,主要涵蓋以下方面:
(1)術語和定義:明確“全固態電池”(離子傳遞完全通過固體電解質)、“混合固液電池”等概念;
(2)判定要求:規定電池單體經真空條件下120℃加熱6 h后失重率不高于1%即可定性為“全固態電池”;
(3)試驗條件:環境溫度25 ℃ ± 2 ℃,相對濕度≤ 0.035%,質量測量精度不低于0.01 g;
(4)樣品制備與預處理:包括充放電循環激活、破口方式與尺寸要求;
(5)失重率測試方法:詳細描述破口后初始質量(M?)測量、真空烘干及末態質量(M?)測量及失重率計算(η = (M? ? M?)/M? × 100%);
(6)數據處理:以三樣品平均值作為最終判定依據。
標準為行業解決了什么問題?
統一概念,首次明確“全固態電池”定義,劃定與混合固液電池的技術邊界,避免概念混用造成的市場混淆;量化指標采用失重率<1%作為定量判定條件,為全固態電池提供了可操作、可復現的測試依據;測試方法填補行業無標準的空白,詳細規范試驗環境、設備、步驟、數據處理流程,提升測試準確性和可比性;推動產業鏈協同,標準出臺后,可為材料供應商、整車廠、檢測機構提供一致的評價基準,促進上下游協同創新。
國內外商用車用全固態電池前沿動態
在中國,寧德時代(CATL)持續領跑商用車全固態電池技術。2025年5月,CATL創始人曾毓群在香港上市發布會上透露,預計到2028年中國新銷售卡車電動化率將達50%。寧德時代的硫化物全固態電池單體能量密度突破500 Wh/kg,較當前主流液態鋰電池提升超40%,預計2027年將實現小批量生產。與此同時,國軒高科“金石電池”能量密度超400 Wh/kg并已啟動車規級驗證;上汽與清陶能源合作的硫化物全固態電池實現系統級零熱失控、能量密度368 Wh/kg;比亞迪量產60 Ah級全固態單體,擬2027年批量裝車,這些進展表明中國商用車領域正迅速從實驗室邁向示范應用。
在歐洲,博睿鋰科(ProLogium)獲歐盟15億歐元資助,用于Prometheus項目并在法國敦刻爾克建設48 GWh級全固態電池示范工廠,以實現電動商用車電池供應鏈本地化。歐盟多家研究機構和整車廠共同制定2030年前中試驗證及示范運營路線圖;德國戴姆勒旗下Mercedes-Benz已在eCitaro純電動公交上測試固態電池包,但因成本與成熟度仍以液態NMC電池為主。
在美國,ION Storage Systems已在馬里蘭建成首條1 MWh級半自動化固態電池生產線,并計劃到2025年擴至10 MWh,為校車及輕型物流車提供原型產品;Microvast推出雙極堆棧結構真全固態電池,單體電壓數十伏、無液態電解質,正與多家商用車客戶示范測試,且已滿足數千次循環、快充與極端溫度運行要求,為美國商用車場景奠定基礎。
在日本和韓國,豐田原型固態電池在概念車上完成0~100% 15 min快充測試,目標壽命超30年、能量密度450 Wh/kg,預計2027年在電動卡車與巴士示范運營;三菱扶桑與戴姆勒合作推出E-FUSO品牌,承諾加速商用車電動化;三星SDI已向客戶供應全固態樣品,預計2027年實現量產并達20 min快充80%;LG Energy Solution與SK On則聚焦固態電解質與電池結構創新,攜手現代、起亞等車企布局下一代商用電動卡車和物流車。
總體來看,全球多區域、多主體的協同創新和示范應用正加速商用車動力電池從液態向固態的跨越,為全固態電池大規模商業化運營奠定堅實基礎。
標準實施將對行業的影響
加速技術跨越。企業可依據標準明確各技術路線(硫化物、氧化物、聚合物等)的合格判定條件,優化材料體系和電池設計,加快產品迭代與進度;完善檢測認證體系。標準化測試方法的推廣,將推動獨立第三方檢測機構與國家主管部門建立認證流程,為全固態電池產品上市提供依據;維護市場秩序。對“偽全固態”或概念炒作產品形成技術壁壘和合規門檻,保護消費者和產業鏈企業利益,規范市場預期;引領全球標準化。
中國率先提出全固態電池團體標準,并通過實踐檢驗,為后續國家標準、國際標準制定提供“中國方案”,提升我國在動力電池領域的話語權;促進產業協同與應用。整車廠、儲能系統、充換電運營商等相關方可基于統一標準開展技術對接與示范應用,加速固態電池在商用車、軌道交通、儲能等領域的部署。
作者:常青
一審:杜紅武/二審:王作函/三審:于晶
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