中国粉体网讯  2025年3月18日到19日，由中国粉体网主办的2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会在安徽蚌埠隆重召开，会议期间，我们邀请到了业内专家、学者，优秀企业家代表做客对话栏目，进行访谈交流。本期为您分享的是中国粉体网对中南大学张永柱教授的专访。

1、张教授，您认为实现固态电池商业化应该如何防范固态技术路线带来的颠覆性风险？

全固态电池到了关键时期，需要确立技术路线，这关系到我国新能源汽车产业持续健康发展。从行业全局看，要重点防范全固态技术路线带来的颠覆性风险。

回顾日本全固态电池技术路线图2020，聚焦全固态电池，固态电解质以硫化物为主、正极材料以三元为主、体积比能量为标志性参数指标。

日本的计划是：（1）2025年实现第一代全固态电池（硫化物系）的量产；（2）2030年实现第二代全固态电池（高离子传导性硫化物或氧化物系）的推广应用；（3）梳理全球固态电池的发展，大家的共识是2030年前重点突破500Wh/kg以内电池，三元正极不变，主要改变负极，2030年后改变正极。

目前我国动力电池企业和机构以半固态为特色。在动力电池发展过程中，半固态不失为一种过渡策略，能够提升动力电池的安全性。但是，半固态电池的良品率、充电倍率、循环寿命等都不令人满意，最根本的原因是半固态电池不是颠覆性技术。

从全球范围来看，全固态电池逐渐聚焦到硫化物技术路线，并且投入持续增加。全球约32家企业和机构聚焦于硫化物技术路线，不超过10家研发氧化物固态电池，7家研发聚合物固态电池。其中有些企业重点聚焦硫化物路线，但没有放弃氧化物和聚合物的路线。

2、张教授，您认为固态电池几条技术路线中哪一条能最先实现商业化？

目前半固态电池技术路线先行。考虑到全固态电池三条（聚合物、氧化物和硫化物）主要技术路线的优势和劣势各异，难分伯仲。

目前首当其充的主要任务就是要回答如下三个问题：

1、硫化物、氧化物、聚合物、卤化物，哪种是主要的技术路线？

2、量产的时间是什么时候？

3、用什么手段实现量产？

硫化物、氧化物、聚合物、卤化物，哪种是主要的技术路线？

（1）聚合物电解质以其轻质和弹性著称，但离子电导率相对较低，限制了其在室温下的应用；（2）氧化物电解质则因离子电导率适中、硬度高而能有效抑制锂枝晶生长，但与正负极的界面接触及易碎性是其面临的主要挑战；（3）硫化物电解质以其高离子电导率和优越的界面接触性脱颖而出，尽管其对空气敏感且遇水易产生有害气体，但仍是全固态电池领域最具潜力的技术路线；（4）在固态电池技术路线中，‌氧化物固态电池‌最可能率先实现商业化，其次是‌聚合物固态电池‌，而‌硫化物固态电池‌因技术难度较高将更晚落地。

因此，固态电池什么时候可以投入量产是最难预测的事情，有时一个难题长期没能得到解决，量产时间不得不推迟，有时也许在某个时间节点实现一个重大突破，量产过程很顺利。

商业化时间表预测

总结: 固态电池技术：半固态先行，全固态未来可期

氧化物固态电池凭借技术成熟度、成本可控性和国内产业链优势，将成为最先商业化的路线；硫化物路线需依赖日韩企业的长期研发突破，短期内难以普及；聚合物路线则可能局限于特定场景（如消费电子）。此外，‌半固态电池‌（氧化物+少量电解液）作为过渡方案，将加速固态电池的初期市场渗透。

3、张教授，目前固态电池从实验室到商业化还要面临哪些难题？

‌固态电池从实验室到商业化还需要面临以下5个主要难题‌：

3.1‌材料和成本问题‌：固态电池的商业化需要攻克材料关和成本关。固态电池使用固体正负极和固体电解质，这与传统的液态锂电池在材料上有很大不同，需要开发新的材料体系。此外，新材料的应用会增加制造成本，如何降低成本是商业化的一大挑战。

3.2‌技术难题‌：虽然固态电池在能量密度、安全性和耐低温性能上具有显著优势，但其技术实现仍面临诸多挑战。例如，固态电池的电解质材料需要具备高离子电导率、良好的机械强度和化学稳定性，这增加了研发难度。

3.3‌生产工艺和设备‌：固态电池的生产工艺与液态锂电池不同，需要新的生产设备和工艺流程。目前，固态电池的生产设备尚未完全成熟，这限制了其大规模生产的能力。

3.4‌市场接受度和需求‌：尽管固态电池在性能上有显著优势，但其高昂的成本可能会影响市场接受度。消费者和制造商是否愿意为固态电池的高成本买单是一个重要问题。

3.5‌行业标准和技术规范‌：固态电池的商业化还需要建立相应的行业标准和技术规范，确保其安全性和性能符合市场需求。

4、张教授，干式涂布工艺技术对解决这些难题起到哪些作用？

针对上述五个问题，干式涂布工艺技术，设计和设备将着力解决上述固态电池从实验室到商业化还要面临五大问题。‌干法电极还有以下好处：

1.不需要液态溶剂，制作过程更环保；

2.不需要溶剂蒸发，制作速度更快；

3.同样体积下使用干法工艺的正负极极片可储存更多电能，提升电芯能量密度和循环次数。

何为干法电极？干法电极是一种新型的电极制备技术，不使用液态溶剂，直接将活性材料、导电剂和粘合剂的固态粉末混合在一起。其制作过为：先将活性材料、导电剂、粘合剂混合，混合过程中粉末被拉成纤维状，再将纤维状的物质压成薄片贴在箔体。制备方式有粘合剂原纤化和静电喷涂两种。粘合剂原纤化是主流制造方法，该方法主要分为粉料混合、纤维化、辊压三大环节。

使用该制作方法的企业主要分布于美国/中国/德国，美国有Maxwell/Bosch，中国则有海博瑞恩电子，德国有TU Dresden等。

粘合剂原纤化方法在混合环节需要将直径较大的颗粒更加粉碎，降低后续安全隐患，粉料混合时的温度也需要注意，防止纤维化时间提前，让粘合剂分布的更加均匀。

在纤维化环节，需要注意不同材料的纤维化时间不同，进而达到工艺改进，另外纤维化过程阻力大，程度不均匀等也需要注意。

辊压环节则更是对设备的力度、精度、均匀度提出更高要求，这点在正极上尤为明显，正极粉体材料易碎，需要更大压力来压紧。

静电喷涂法则是使用高压气体，将粉体、导电剂、粘合剂颗粒喷洒至箔集体上，让喷洒物质在静电的作用下带负电吸附到箔体，随后对其进行热压，粘接剂融化后会粘连其他粉末并被挤压成自支撑膜。使用该制作方法的企业主要分布于日本/韩国，有丰田/LG/日立/瑞翁等。

5、张教授，请您分析一下固态电池干式涂布工艺技术设备产业化的现状。

截至2025年3月，固态电池干式涂布工艺技术设备的产业化进程已进入加速阶段，以下从技术进展、应用领域、设备厂商动态及挑战等方面总结现状：

5.1技术研发与设备突破

‌干法工艺成为核心方向: 干法涂布技术因无需溶剂、流程简化、成本低等优势，被视作固态电池量产的关键工艺。目前设备企业已实现从电极制备到电解质膜成型的全链条覆盖，例如：

先导智能推出全球首条全固态电池整线解决方案，涵盖干法电极和电解质膜制备设备。

利元亨成功打通全固态电池量产的全线工艺，干法电极设备、电解质压制转印设备等已与头部企业对接。

赢合科技掌握干法混料及成膜技术，相关设备于2024年实现发货。

‌工艺难点逐步攻克：固态电池极片与电解质膜的制备需解决固-固界面接触、离子传输效率低等问题，干法工艺通过优化材料均匀性和压制精度提升性能。

干法电极技术通过多层堆叠和高压致密化工艺，改善电极结构稳定性，适配硫化物、氧化物等多种电解质体系。

5.2应用场景与商业化进展

‌小动力市场率先落地：小型全固态电池已在3C数码设备、两轮电动车等对能量密度要求较低的领域实现批量应用。部分企业通过干法工艺生产的高安全固态电池，正逐步向无人机、航空航天等场景拓展。

‌乘用车领域加速验证：面向新能源汽车的干法工艺设备尚处于差异化探索阶段，需进一步优化生产效率和大规模量产稳定性。丰田、三星SDI等企业计划2026-2030年实现硫化物全固态电池量产，推动干法设备需求增长。

5.3产业链协同与挑战

‌设备厂商深度参与技术迭代：锂电设备企业与电池厂商紧密合作，通过定制化整线方案（如干法涂布+无隔膜叠片）缩短产业化周期。硫化物固态电池的工程化验证加速，带动干法设备在界面改性、高压化成等环节的工艺创新‌。

‌产业化难点仍存：‌材料适配性‌：干法工艺对固态电解质粉体分散度、粘合剂兼容性要求较高，硫化物电解质易氧化等问题需突破。

‌成本控制‌：固态电池设备初始投资高，需通过规模化生产降低边际成本。

5.4总结

当前固态电池干式涂布工艺设备已从实验室走向工程化验证阶段，头部设备企业通过技术整合与协同研发抢占先机。但全产业链仍需攻克材料匹配、工艺稳定性和降本等关键问题，预计2027年后随着硫化物路线量产加速，干法设备市场将迎来爆发式增长。

6、张教授，近年来，您在固态电池领域有哪些研究成果？可以向大家分享一下吗？

实现全固态电池的关键是材料的共性技术取得进展。欧阳明高院士带头把自己团队的研究成果公开，希望大家尽可能分享共性技术，凝聚合力取得技术上的突破。

我们的海内海外团队也是围绕行业内的关键材料及界面共性问题开展如下方面的研究:

6.1 关键材料及界面共性问题

2027年，石墨/低硅负极硫化物全固态电池以300Wh/kg为目标，重点攻关硫化物固态电解质，打通全固态电池的技术链，三元正极和石墨/低硅负极基本不变,向长寿命大倍率方向发展。

2030年，高硅负极硫化物全固态电池以400Wh/kg和800Wh/kg为目标，重点攻关高容量硅碳负极，三元正极和硫化物固态电解质仍为主流材料体系，面向下一代乘用车电池。

2035年，锂负极硫化物全固态电池以500Wh/kg和1000Wh/kg为目标，重点攻关锂负极，逐步向复合电解质（主体电解质+补充电解质）、高电压高比容量正极发展（高镍、富锂、硫等）。

6.2关键湿法+干法定制化解决方案问题

启动干法技术立项研究，现已初步完成干法前段整线的成膜技术布局，涵盖配料混合、粘结剂原纤化、造粒、成膜、集流体复合等全套前端工艺。海内海外团队有10年以上的工业应用积累，在膜层制备机理研究方面较有底蕴，可针对客户需求提供湿法+干法定制化解决方案。

6.3 干法电极技术可能是未来大圆柱电池和固态电池生产的最优解

如正负极全部采用干法工艺，可将电芯成本进一步节省。特斯拉曾在2019年花大价钱收购Maxwell，原因是马斯克看中了该公司核心专利技术干法电极工艺的巨大潜力。例如近期先导智能披露成功向韩国头部电池企业交付定制固态干法电极涂布设备，并获得客户高度赞赏。我们海内海外团队有10年以上的大圆柱电池和固态电池工业应用积累，可针对无人机，人工智能，机器人，军用，储能客户需求提供大圆柱电池和固态电池定制化解决方案。