多家廠商退出制造業務，固態電池量產時間成謎

2025年7月，處于固態電池研發第一梯隊的QuantumScape宣布，公司將放棄固態電池制造業務，轉為向其他制造廠商進行技術專利授權。同時，該公司與大股東——大眾集團的動力電池部門PowerCo達成協定，雙方將成立生產聯合體，向PowerCo授權其旗艦產品QSE-5（5Ah）固態電池技術。

該消息也表明，這家自2010年就All in固態電池研發的美國廠商，基本已經退出固態電池量產的爭冠行列。

就在QS宣布的前一個月，另一家美國固態電池研發商SES官方宣布，公司同樣放棄了固態車用動力電池的研發與生產，轉向生產應用于低空交通與無人機領域的鋰金屬電池，目前已經獲得相關客戶訂單。同時，該公司仍致力于開發“AI分子宇宙”應用平臺，致力于幫助鋰電上下游企業加速材料配方研發。

SES分子宇宙業務 圖片來源：SES官網

另外兩家固態電池廠商，由寶馬支持的Solid Power與奔馳支持的Factorial Energy同樣對于規模生產固態電池目標態度模糊。其中，Solid Power從發展起步階段就已經將自己定義為“大自然搬運工”——我們不生產固態電池，我們只為生產廠商提供硫化物電解質與硅基負極材料，量產結果與我無關。

而Factorial Energy目前的0.2GWh中試線，良率僅為85%，距離其90%的目標仍有相當大的距離，也大幅低于液態電池平均97%的良率水平。同時，該公司的另一業務線與SES相似，前者也推出了“AI研發平臺”——Gammatron?，旨在通過改進電池性能的預測、驗證和優化方式，幫助固態電池生產企業加速下一代電池的開發。

從SES與Factorial Energy的業務布局來看，一旦電池廠商開始為行業做通用化研發平臺，基本上也能證明，該公司已經對車用動力電池的量產沒有什么意愿了。畢竟，沒有哪個友商敢用競對的研發平臺做實驗。就像比亞迪電池雖然可以外供，但產品與比亞迪處于同級別的廠商，自然對其持敏感態度。

以上四家作為世界固態電池產業的先發企業，“研發數據猛如虎，量產結果成老鼠”的窘境也凸顯出，目前行業內企業在從實驗室樣品到工廠工藝放大，中間仍存在著一條巨大的“死亡之谷”。

回看中國市場，寧德時代也曾在投資者平臺表示，公司計劃在2027年實現固態電池的小規模生產，到2030年前后考慮擴大固態電池產品的生產規模。該時間節點也大幅度晚于整車企業們預計2026年上車固態電池的計劃。

如果說美國固態“四小龍”集體調轉車頭的一部分原因是因為缺少規模生產經驗，那么全球電池冠軍寧德時代又對量產時間持保守態度。固態電池量產，究竟還有什么困難？

01

困擾業界60年的難題

美國作為固態電池研發的先驅，自1960年開始，大名鼎鼎的阿貢實驗室、橡樹嶺國家實驗室就針對氧化物電解質進行開發，但由于當時氧化物電解質在室溫下的離子電導率遠低于當時的液態電池。同時，由于電解質需要高溫燒結提升材料致密化指標，提升材料導電性與物理強度，上世紀（參數丨圖片）七十年代的加工設備無法支持該工藝。

美國阿貢實驗室電池研發實驗室圖片來源：Argonne National Labor

種種問題導致兩家實驗室一直被鎖死在實驗室中，無法放大樣品規格。

但由于當時正處蘇美冷戰，美國軍方急需一種可以長時儲存、絕對安全且能量密度高的電池產品，為導彈、潛艇、偵察設備等軍工設備供能。

隨后，石油巨頭埃克森美孚（Exxonmobil）接棒兩家實驗室，提出“鋰金屬搭配固態電解質”的化學體系，奠定了現代固態電池的基本化學體系。但與上述兩家實驗室類似，埃克森也面臨設備工藝的不成熟，導致無法生產出高致密度、低缺陷的電解質。并且，在引入鋰金屬負極后，負極鋰枝晶穿刺的情況愈發嚴重，影響了樣品的循環壽命與安全性。

超高制造成本疊加不成熟的工藝，使得埃克森被迫放棄該種技術的研發工作。而在1990年初，隨著索尼打開了液態鋰離子電池的商業化浪潮后，固態電池技術就塵封在了各個單位的實驗中。

雖然火焰在美國熄滅，但固態電池開發的火苗漂洋過海傳遞到了日本。

1973年與1979年的兩次石油危機，使得嚴重依賴進口的日本產生能源危機感，日本政府府和能源產業迫切希望發展替代能源與高效儲能技術，以在部分場景中替代石油需求。

與美國“軍用提需求-實驗室研發-私人公司量產”的創新路線類似，日本由東京工業大學、東北大學、京都大學三所高校負責固態電解質的研發工作，并召集了豐田、松下、日立、三菱化學等巨頭企業承接前者的研發成果，推動產業化進程。同時，日本NEDO（新能源產業技術綜合開發署）設立專項資金用于扶持相關企業。

東京工大Ryoji Kanno教授的固態電池研發團隊 圖片來源：東京工大

但45年時間過去了，液態鋰離子電池的能量密度已經由80Wh/kg（索尼18650消費電池）飛躍至255Wh/kg（寧德時代麒麟車用動力電池）。而日本鋰電行業，仍被固態電池的技術缺陷困在實驗室中。

與美國類似，日本人也遇到了相同的問題：

電解質高溫燒結與材料致密化，兩個指標無法同時兼得。

由于起初美國與日本都押注了氧化物電解質，該種材料的導電性（10??–10?? S/cm）遠低于液態電解質（10?2 S/cm）。其主要原因為該種材料在粉體壓片后，存在大量孔隙。

我們可以簡單理解為，氧化物電解質作為鋰離子傳輸的一條馬路，中間存在著許多坑洞，影響了通行效率。因此，如果要給鋰離子傳輸鋪平道路，就需要引入高溫燒結工序來幫助電解質擴散，形成致密化結構，從而使各坑洞建立連接關系。

但僅僅這一道工序，就足足困擾了日、美兩國60年。

首先，高溫燒結需要的溫度基本大于1000攝氏度，雖然可以幫助氧化物電解質修復空隙，但電解質中的鋰離子元素也被高溫揮發。明明要提高電導率，燒了一頓，電導率變得更低了……但如果要降低燒結溫度，就會出現氧化物內部無法致密化，仍在存在“坑洞”，又影響鋰離子傳導效率。

如果高溫導致鋰離子揮發，那么如何通過降低溫度的同時保證電解質致密化效果？

日本研發團隊試圖通過添加含Al、Ga、Ta等助劑優化，在降低溫度的同時提升燒結效果。這一過程可以簡單理解為，原本要通過高溫融化路面，連接填補各坑洞。但高溫過高燒毀了路面，于是需要降低了燒結溫度，增補一些瀝青來填平坑洞。

但新的問題又出現了，雖然助劑提升了電解質的致密性，修補了氧化物中的“坑洞”，但這些助劑嵌入后出現了新反應——晶界副相生成。而這一過程可以理解為，原本用于填補坑洞的瀝青，在高溫反應后，變成了路面的“鼓包”，又成為鋰離子傳輸速率的新問題。

固態電池結構示意圖 圖片來源：豐田

因此，如何平衡好燒結溫度與電解質致密性，成為氧化物無法量產的關鍵問題。并且時至今日，這一技術難點依舊困擾著全球鋰電產業。

時間來到2000年，在氧化物電解質多次研發受阻的情況下，東京工大的菅野了次教授發現了硫化物電解質類型（Li??GeP?S??），其電導率高達 10?2 S/cm，鋰離子傳輸速率極快，甚至超過了當時的主流電解液，不需要引入高溫燒結工序。

但固態電池被稱為“鋰電圣杯”是有理由的。通向圣杯有多條路，但每一條路都很難走。盡管日本車企協同材料企業與高校實驗室轉頭全力押注硫化物，但新的問題又接踵而至——硫化物非常不穩定，當空氣中有水分，就會與其反應生成有毒氣體硫化氫（H?S）。

這也導致該種材料的制備需要極為嚴苛的生產環境，對場地、設備等一系列配套要求極為嚴格，也顯著拉高了日后量產的成本。當然，空氣敏感問題也只是硫化物電解質其中的缺陷之一。

但日本在2000年初確定硫化物路線后，本田、豐田與日產三家車企基本達成了技術共識，量產計劃基本均為2027–2028導入車輛驗證，2030左右開始商業化量產。

從時間節點上也能看出，硫化物的制備工藝問題，并不比氧化物要少。

02

從實驗室到量產的“死亡之谷”

其實了解鋰電歷史的人都知道，無論是液態電池還是固態電池，其大致化學體系框架在很早之前就已經確定。中、美、日三只隊伍，如同三只裝修隊，在這個既定框架內展示自己的“裝修技巧”。

中國的工程化能力更強，交付速度更快，在全固態遭遇工藝瓶頸時，不少廠商“取巧”地走了半固態路線，但從目前裝車進度來看，該技術路線向上既無法保證固態電池的高安全性能與高能量密度，向下又無法與液態電池的低成本媲美，蔚來與智己在試水后進展都不大。

日本人對于工藝攻關更加執著，死磕100%全固態這一條路線，即便推遲量產進度，也要保證其技術路線的成熟可靠。反正液態動力電池已經完全輸給中國，還不如現在死磕一條新路線，也來個“換道超車”。

但美國人目前就處于非常尷尬的狀態。工程能力與中國不在同一量級，日本固態電池研發又有本土三大國際車企親自下場，其研發技術并不會因為資金短缺問題而變形。因此，面對短期沖刺無法商業化量產，長期專注技術路線玩長跑又怕資金斷裂，美國固態電池廠商走出了另一條路：

講故事。

這中間有一個插曲。

2011年，金沙江創投曾在寧德時代與波士頓動力之間多次權衡后，斥資7000萬美金投資了后者。掌門人朱嘯虎曾表示，當時認為寧德時代的技術不夠“性感”，主打高能量密度、寬工作溫域、超長循環壽命的波士頓電池，技術更加領先。

后續的故事，大家都知道了。波士頓動力在2012年短暫成為北汽新能源的電池供應商后，帶著一屁股量產問題消失在市場中。而寧德時代則用了14年成長為全球無可撼動的龍頭。在回顧這次投資，朱總留下一句反思：

商業化的成熟程度，比技術的成熟程度重要多了。

這句話中，隱含著制造業的一個概念問題。

“技術的成熟度”，是什么技術？我們要知道，實驗室的研發技術與工程量產技術，并不能混為一談。

我們簡單來說，實驗室中的樣品制備，一萬次跑通了一次，便可宣告成功。但如果將同樣的工藝放大至流水線車間內，一萬次可能僅允許失敗幾次，甚至一次都不能失敗。失敗一次，便會間接拉高整體生產成本，影響最終良率。

同時，從實驗室樣品到量產產品的工藝放大，也并不是簡單的等效放大，而是整個制造邏輯的重構。我們做個比喻，一個NCAA的頂級大學生運動員，到了NBA卻水成了飲水機管理員。人是同樣的人，技術也是同樣的技術，但是由于環境發生了巨大的改變，導致其技術與工藝需要同步適配，這也就是大家常提的“know-how”能力。

并且，在大學時期的技術短板，可能會被自身優勢所掩蓋。一旦到了更惡劣，更嚴格的環境中，優勢需要繼續保持，短板卻在不斷放大。同理，實驗室中樣品制備的細微缺陷，放大到流水線中，就已經不再細微，而是變成巨大的生產災難。

累積效應，正是如此。

美國人也深知這一點。因此我們回看美國固態電池廠商近幾年的公開技術進展，自2021年開始，以QuantumScape為代表的企業，在資本市場與媒體圈層中如同擠牙膏一樣，不斷釋放實驗室樣品進展。A0級樣品的循環次數突破，到B0級樣品的交付車用客戶測試。測試結果每次都有突破，給市場造成一種距離量產“僅剩臨門一腳”的感覺。

“雖然還有問題，但我們已經突破了***技術難點，馬上就成了。”

可能當時金沙江創投就被波士頓動力的實驗室數據給繞了進去。也許只有美國廠商自己知道，自己實驗室與生產車間的距離，恐怕還要隔著一條巨大的“死亡峽谷”。

03

固態電池不會先“上車”

我們再重申一點，在終端產品的應用中，拋開價格談性能，就是在耍流氓。

對于純電市場而言，消費者在乎的是“性價比”。價格前置，性能后置。五菱MINI、比亞迪、小米，包括最近的ES8，都證明了一件事：純電市場中，消費者希望用更低的價格得到更高的配置。

但如果將性能前置，價格后置，會發生什么？

理想MEGA、寶馬iX、保時捷Tycan等高端純電的銷量足以說明問題。甚至是已經將所謂“半固態”電池搬上車的智己L6光年版（搭載清陶能源半固態電池），也悄悄將該配置下線。更換了一個電池配置，就比入門款貴了將近10萬，消費者是用腳投票的。

“天天喊著固態電池，真給你，你又不買了。”

因此，車用動力電池市場，一定不是固態電池技術在中短期的最佳選擇。三元電池在磷酸鐵鋰技術的迭代中節節敗退足以說明問題，明明充放電倍率更高、電池包整體重量更低，但在成本控制面前，這都不是主要優勢。

而就在本月8號，松下控股的CTO小川辰夫（Tatsuo Ogawa）也曾公開表示：

全固態電池并非適用于汽車，而是無人機與電動工具。

當然，固態電池的技術普及所面臨的難點，并不僅僅只有成本這一個問題。

從前段電解質的制備工藝問題，到中段電池組裝中電解質與電極的“固-固界面”問題，再到樣品放大后的制造穩定性，每一步都無比困難。從當下業界的態度我們也能看出問題：

整車企業紛紛宣布2026年上車，但比亞迪與寧德時代卻始終持保守態度。

正如SES董事長胡啟朝博士所言：

“做科研的人說話不會太絕對，但全固態電池很難做出來，我們遇到的問題是基礎性的化學問題，這類問題不是可以靠時間去解決的。”

更何況，液態電池已經足夠優秀，車用BMS的熱管控足夠成熟，6C電池與換電技術也正在加速普及。用極高的成本去解決少量的邊際問題，這從商業邏輯上來說，并不成立，消費者也不會為此買單。