對于研究陶瓷材料起家的清陶來說，深知純氧化物路線無法將全固態電池推向量產。

所以，最為關鍵的固態電解質材料，清陶采用較高離子電導率的無機物材料匹配加工兼容性好的聚合物材料。高電壓錳基正極+有機-無機復合固態電解質+含鋰復合負極，勾勒出清陶全固態電池技術路線。

但是走向產業化，依然存在材料、工藝、設備、系統層面的難題。

01.

全固態電池產業化難題

材料層面，由于全固態電池技術路線區別于液態電池，除了離子導電率、安全性、穩定性、加工性、成本等幾大主要指標需要均衡，正、負極與復合電解質的界面匹配也成為一大難題。

在固態電池方案中，界面問題很大一部分是由于電解質形態的改變而產生。一方面涉及正負極與電解質之間的大界面接觸，另一方面是顆粒之間的接觸。

顆粒之間的接觸問題，主要是由于硫化物、氧化物、聚合物材料顆粒硬度不同，高壓力下內部壓實程度存在差異，這也是清陶采用有機+無機復合固態電解質路線的核心原因。

其次就是正極界面問題，鋰電池在循環過程中，正極脫鋰嵌鋰會經歷相變、晶格膨脹和收縮以及結構的變化，體積相應會發生改變。在固態電解質前提下，固態電解質與電極材料為固固界面接觸，對體積變化更為敏感，充放電過程中容易造成電解質與電極顆粒接觸變差甚至產生裂紋，反復收縮膨脹導致界面接觸不穩定，阻抗變大。

針對改問題，清陶用高電壓錳基正極材料提升單體電壓。與此同時，界面處采用以耐高壓的鹵化物為主的無機成分，提升界面穩定性，更好發揮電化學性能。

在此過程中，清陶高層曾公開表示，目前已經做了一些關鍵材料的開發，比如鋯基低成本鹵化物的電解質目前規模化量產，實際上目前規模化量產的室溫離子電導率超過4mS/cm。

負極同樣存在固固界面問題，清陶的解決方案是采用含鋰的復合負極增強其與固態電解質的相容性。

除了材料優化或者體系的更換，在工藝層面，為了增強界面接觸以及提升電化學性能，開發干法一體成型工藝、高載量復合正極高致密度成型工藝、超薄復合固態電解質膜成型工藝也是產業化的關鍵。

當然，產業化過程中，不只是界面，全固態電池產業化落地到材料本身，也有很多問題需要攻克。以正極材料為例，如何提升材料的克容量、降低成本、提升循環性能，負極材料上，含鋰復合材料的開發、超寬超薄鋰帶燈溫擠壓工藝/精確軋制技術，均被清陶視為全固態電池量產的重難點。

設備層面，如果是采用干法工藝、全固態電解質，疊加工藝變更，很多設備需要重新開發。清陶在全固態電池產業化方案中提到的干法混料設備、干法電極片-集流體復合設備、電極片/電解質復合設備、金屬鋰基負極裝配設備，均需要重新開發，這對于本就重研發投入的固態電池企業來說，資金和開發壓力都非常大，需要聯合產業鏈企業進行。

目前，清陶表示已經完成干法關鍵設備的開發。與此同時，也和先惠技術、納科諾爾、利元亨等企業建立固態電池設備聯合研發關系。

全固態電池在系統集成方面，與液態電池也存在一些差異，電解液變為固態電解質、隔膜取消，這對于電池熱管理開發、輕量化設計等等均有所影響。

涉及材料、工藝、設備、系統集成四大維度的重難點，到上車驗證，全固態動力電池產業化還要多久？

按照清陶在固態電池三步走戰略中的規劃：

（1）2024年量產第一代光年固態電池已在智己L6搭載：產品液體含量降至10%，采用聚合物-無機物復合電解質。

（2）2025年開始在上汽集團自主品牌實現規模搭載：采用高電壓錳基正極、耐高壓電解質界面層設計、致密化成型工藝，實現無機電解質鋰離子電導率>4mS/cm，液體含量降至5%。

（3）2026年全固態電池正式量產：2025年底完工首條全固態電池量產線，液體含量降為0，實現極片致密度達到98%，2026年全固態電池正式量產。

一方面，逐步減少電解液含量，直至走向全固態；另一方面，通過工藝不斷提升電池性能；與此同時，逐步落地產能，上汽清陶的首條全固態電池生產線一期0.5GWh預計在2025年底完工。

從時間線來看，清陶現階段的重點，主要是落地半固態電池產品。

02.

半固態先行為全固態蓄力

目前清陶第一代半固態電池落地上汽智己L6，官方此前給出的一代電芯能量密度規劃可做到368Wh/kg，與實際裝車數據應該存在差異。

據此對比現有的三元鋰電池，能量密度上的優勢也比較明顯。

做全固態電池一個很重要的目標，也是整個行業的初衷，就是能量密度。清陶三代固態電池能量密度從300Wh/kg過渡到超500Wh/kg，如果能量產落地，相當于在起跑線上完勝液態電池。

還有一個能否匹敵現有液態電池市場的一個重要指標——成本。

清陶能源總經理李崢曾在2023年下半年向媒體透露，368Wh/kg的半固態電池成本與彼時三元鋰電池成本相當。

而在清陶的規劃中，下一代固態電池產品成本將比同等規格的磷酸鐵鋰或三元電池低10%-30%；2027年推出的第三代產品，計劃再降本40%。

如李崢所言，降本不僅在企業層面，還有整個產業鏈的協同作用。但如果成本層面也能硬剛液態鋰電池產品，規模化量產指日可待。

做全固態的初衷之一，是為了減少液態電解質易燃易揮發等安全隱患。就目前部分機構的部分實驗來看，小容量半固態電池確實比同等指標的液態電池來說安全系數稍高一點，但測試結果因具體電池而異，目前并不能達到十分安全的程度。而且從單一測試指標判斷不完全科學，所以安全性有待考究。

整體而言，在理論層面，清陶能源目前已經推出的半固態電池，成本、能量密度、安全性三大指標均可圈可點。這也從側面驗證，無論是半固態還是全固態，只要能靠近安全和性能提升的目標，均有其存在的合理性。

這與清陶的想法不謀而合，清陶做半固態的核心邏輯就是基于全固態的電池結構和材料來做，加部分液體是為了讓電池倍率、界面阻抗、循環壽命等等指標相對優化一些，這樣更容易走向量產。

所以在核心材料、關鍵工藝和核心設備的開發上都是協同進行。

最終，走向高性能、高安全的全固態。

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