全固態電池產業化與新能源汽車可持續發展：挑戰與路徑

在全球碳中和目標與能源結構轉型的背景下，新能源汽車已成為推動汽車產業升級的核心引擎。動力電池作為新能源汽車的“心臟”，其技術革新與產業化進程直接決定了行業的國際競爭力。全固態電池憑借高能量密度、高安全性等優勢，被視為下一代動力電池技術的顛覆性產品。然而，其產業化仍面臨技術瓶頸、成本壁壘及產業鏈協同不足等挑戰。與此同時，補能模式創新與動力電池回收體系的完善，亦是實現行業可持續發展的關鍵命題。本文基于中國全固態電池產學研協同創新平臺的實踐經驗，系統梳理當前其發展面臨的主要挑戰，并提出未來發展的戰略方向。

一、全固態電池產業化發展現狀

（一）全固態電池產業化進程受阻

一是技術和工藝瓶頸亟待突破。固態電池在安全與能量密度等方面相比現有的液態電池產品具有明顯的優勢，有望解決新能源汽車續航與安全兩大痛點，成為全球動力電池下半場競爭的焦點之一。歐、美、日、韓等傳統汽車強國高度重視全固態電池的研發與產業化，意在固態電池領域實現對我國動力電池產業的“換道超車”，國內相關企業也都加大了在相關方面的布局。從國外來看，日本豐田預計在2027年到2028年固態電池進入實用化階段，2030年以后實現大規模生產。韓國三星預計在2027年開始量產固態電池。從國內的情況來看，上汽、廣汽、奇瑞、比亞迪等車企紛紛宣布其固態電池量產的時間表，寧德時代主攻硫化物的路線，正開展20安時樣件的試制，預計在2027年能夠實現小批量生產。總體來看，全固態電池還需要2～3年才可以量產，此前部分企業宣布已經量產裝車的固態電池大部分是半固態電池。需要澄清的事實是，半固態電池仍然屬于液態電池的范疇，不能與固態電池混為一談。絕不是液態電池隨著電解液液體的減少就可以發展成為固態電池，這是兩個完全不同的概念。從目前全球固態電池研發進展的情況來看，固態電池技術工藝仍未成熟，預計2027年前后才能實現小批量生產，距離大規模的量產還需要更長的時間。

二是成本競爭力較弱。當前，液態鋰離子電池單體成本大體是0.5元/瓦時。而固態電池在沒有大規模量產的前提下，成本相對較高，僅材料成本在2元/瓦時以上。一個100度的電池包僅材料成本就已經超過20萬元，遠高于現有液態電池。因此，在相當長的時間內，液態電池和固態電池在市場上很可能是并存關系，而非取代關系。

（二）換電模式推廣面臨多重障礙

換電模式是新能源汽車能源補給基礎設施的新技術、新業態、新模式的重要體現，成為充電模式之外的重要補能方式之一，但目前換電模式的推廣仍面臨多重障礙。一是重資產投入與回報周期長。換電站建設需要車企、電池廠商、能源服務商等多方協同，而標準化電池接口缺失、利益分配機制不明晰，導致部分企業合作意愿不足。但近期蔚來、北汽等企業均在換電模式上進行了有益探索，寧德時代也召開了巧克力換電生態大會，宣布將聯合車企以及社會力量共建四萬座換電站，這將有力促進換電模式的發展。二是需要持續的技術研發。持續的技術研發與創新是確保換電模式實現可持續發展的基石。在新能源汽車產業的快速發展背景下，電池企業為促進換電模式的廣泛應用與深入發展，不僅需要積極構建與整車制造商、金融機構、保險公司等外部行業的合作橋梁，以形成優勢互補、資源共享的生態系統，更需將技術研發置于戰略核心位置。

（三）動力電池回收體系亟待完善

截至2024年底，我國新能源汽車國內累計銷量已達3832萬輛，動力電池裝機總量為1652GWh；而同期廢舊動力電池綜合回收量僅為30.1萬噸，占新資源消耗量的約10%。據預測，2025年與2030年動力電池退役量將分別達到37.7萬噸和106萬噸，呈現指數級增長趨勢。盡管當前退役電池尚未引發顯著的社會性問題，且正極材料（如鋰、鈷、鎳）、負極材料（石墨）、電解液及金屬組分已實現較高回收率，但隔膜等非金屬材料的低值化問題仍待解決。核心矛盾在于回收渠道的結構性失衡。調研顯示，約90%的退役電池通過非正規渠道（如個體回收商販）流入市場，導致兩大問題：其一，非正規回收普遍采用粗放式拆解工藝，易引發重金屬污染、電解液泄漏等環境風險；其二，正規回收企業因原料短缺導致產能閑置，行業平均產能利用率不足40%。

二、動力電池回收體系全面升級與可持續發展策略

為構建更為全面、高效且安全的動力電池回收體系，促進資源循環利用與環境保護的雙重目標。針對新能源汽車、摩托車及自行車等動力電池回收利用的議題，本文提出以下建議。

（一）構建涵蓋全類型動力電池回收利用的新機制

當前，動力電池回收利用領域面臨的一大挑戰在于，部分電動自行車與電動摩托車違規采用退役的汽車動力電池作為動力源，這不僅加劇了電池資源的錯配，更因非專業處理導致安全事故頻發。鑒于此，構建涵蓋新能源汽車、摩托車、自行車等全類型動力電池回收利用的新機制顯得尤為迫切。該機制應涵蓋動力電池從配套、生產到使用的全生命周期，確保每一環節均符合安全、環保標準。應出臺更為嚴格的法規，明確禁止將未經專業檢測與處理的退役汽車動力電池用于電動自行車或電動摩托車上，同時加大對違規行為的查處力度。此外，鼓勵建立動力電池全生命周期管理系統，實現電池從生產到報廢的全程可追溯，確保每一塊電池都能得到妥善處理。

（二）構建多渠道協同的回收利用體系

動力電池回收成本高、難度大，單一依賴正規企業難以有效覆蓋所有地區。因此，構建多渠道協同的回收利用體系顯得尤為重要。一方面，應充分發揮個體廢品回收人員的作用。政府可通過政策引導與資金扶持，鼓勵個體廢品回收人員參與動力電池的規范化回收，如設立回收獎勵機制、提供專業培訓等，以提升其回收技能與安全意識。另一方面，應加強與社區、學校、企業等基層單位的合作，設立動力電池回收點，方便公眾就近交投退役電池。同時，利用現代信息技術，如物聯網、大數據等，構建動力電池回收信息平臺，實現回收信息的實時共享與高效調度，提高回收效率。

（三）加大投入，助力關鍵技術研發與推廣應用

動力電池回收利用技術的突破是實現資源高效循環利用的關鍵。政府應加大對電池回收技術研發的投入，鼓勵科研機構與企業合作，共同攻克電池拆解、材料分離、有價金屬提取等關鍵技術難題。同時，推動技術創新成果向實際應用轉化，如推廣干法回收、濕法回收等高效回收技術，提高金屬回收率，降低回收成本。此外，應加強對電池回收再利用產品的市場推廣，如鼓勵使用回收材料生產的電池組件，提高社會對回收再利用產品的認知度與接受度。

（四）通過市場化機制推動企業做大做強

市場化機制是推動動力電池回收行業健康發展的關鍵。政府應進一步完善碳交易市場機制，將更多行業納入碳交易體系，如鋼鐵、電解鋁、水泥等，以擴大碳交易市場的覆蓋范圍與影響力。在此基礎上，考慮將動力電池回收企業納入碳交易市場，通過碳配額的分配與交易，激勵企業采用更加環保的回收處理技術，實現綠色回收。同時，政府應加大對動力電池回收行業優勢企業的扶持力度，如提供稅收減免、資金補貼等政策，鼓勵其擴大規模、提升技術水平，形成行業內的領軍企業。此外，應鼓勵行業內外企業間的兼并重組，優化資源配置，提高行業集中度，推動動力電池回收行業的規模化、專業化發展。

三、結語

全固態電池的產業化、換電模式的規模化推廣及動力電池回收體系的完善，是新能源汽車行業實現可持續發展的三大重要方向。當前，需以技術突破為核心、政策引導為支撐、市場機制為驅動，充分發揮全固態電池產學研協同創新平臺的作用，共同開創產業發展的新局面，加快建設汽車強國，支撐制造強國的建設。展望未來，中國新能源汽車產業有望通過全鏈條創新，從技術追隨者轉變為規則制定者，為全球綠色交通轉型提供中國智慧與中國方案。

（本文根據作者在2025中國全固態電池產學研協同創新平臺年會暨第二屆中國全固態電池創新發展高峰論壇上的演講整理，略有刪減。）