锂离子电池的崛起堪称一场革命。从最小巧的个人电子设备到庞大的储能系统，如今几乎无处不见它的身影。然而，过去十年里乘坐过飞机的人大概都知道，这种通过带电锂离子在液态电解质中移动来储存和释放能量的方式，也存在一些弊端，其中最令人担忧的便是电池容易起火。而固态电池的出现，有望改变这一局面。它使用固态陶瓷或聚合物材料取代液态电解质，使电池能够实现更快的充电速度、更长的使用寿命，在更小的空间内储存更多能量，同时降低运行温度。如今，新一代企业正致力于推动固态电池走向市场。如果这些企业的押注取得成功，这项技术将有望大幅推动能源转型，帮助人类减少对化石燃料的依赖。
十多年来，固态电池始终被认为“距离商业化只差几年”。在实验室里，这项技术已经能够正常运行，但仍面临诸多挑战。在采用固态电解质和锂金属负极的电池设计中，充电过程中往往会生长出一种被称为枝晶（dendrite）的针状结构。负极是电池向外部电路释放电子的一侧，而这些枝晶最终可能穿透电解质，导致电池内部短路。按理说，固态电解质应该能够通过物理屏障阻止枝晶生长，但许多固态电解质仍会出现裂纹。枝晶就像穿透混凝土地基的树根一样，逐渐突破材料内部，最终使其开裂。
另一个难题是如何实现规模化制造。大规模生产需要大量无缺陷的陶瓷类材料薄片来制造电解质，同时还需要在干燥室内完成电池组装，因为这些电解质往往容易与水发生反应。计划生产固态电池的制造商对其未来价格给出了不同预测，但大多数企业预计，到 2030 年代中期，固态电池的成本才有望与锂离子电池相当。
与此同时，许多其他企业也在推动这项技术向前发展。全球最大的汽车制造商丰田早在 2010 年就启动了固态电池研究项目。如今，丰田正与全球能源和石油企业出光兴产（Idemitsu Kosan）合作建设一座试验工厂，并承诺未来搭载固态电池的汽车只需充电 10 分钟或更短时间，就能行驶多达 745 英里（约 1,199 公里）。如果这一目标能够实现，将是一次巨大的技术飞跃。在中国，约占全球电池市场 40% 份额的巨头宁德时代也在积极布局固态电池，仅 2024 年就向相关研究项目投入了近 26 亿美元。与此同时，梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）于去年秋季为一辆 EQS 轿车配备了固态电池。这辆车在连续行驶 750 英里（约 1,207 公里）后，仍保有一定的剩余续航里程。
那么，这项技术真的能够获得市场认可吗？考虑到电动汽车市场的巨大潜力，投资车用电池显然具有商业价值。但电池成本的任何小幅上涨，通常都会转嫁给消费者。因此，首批搭载固态电池的电动汽车不可避免地会更加昂贵。
电网储能领域的买家同样可能持观望态度。随着数据中心带来的电力需求不断增长，这些买家正在努力满足日益扩大的储能需求，但对于成本尚未随着技术发展和规模扩大而下降的新技术，他们可能仍不愿轻易采购。不过，固态电池也有自己的吸引力：如果它能够提供比锂离子电池通常约 8 小时的储能时长更持久的储能能力，或许就更容易说服这些客户。
一些企业正在借鉴核聚变领域公司的发展策略：优先瞄准短期内利润率更高的市场，以此为技术研发提供资金，并逐步降低成本。包括总部位于加利福尼亚州的 Solid Energies 和总部位于亚利桑那州的 Sion Power 在内，多家固态电池企业正考虑向航空业或军方销售产品。咨询公司彭博新能源财经（BloombergNEF）的电池技术与供应链首席分析师埃韦利娜·斯托伊库（Evelina Stoikou）表示：“这些行业对成本的敏感度较低，而且通常也不需要太大的采购量。这是一种很好的技术验证方式。企业可以先证明技术概念的可行性，再筹集资金建设能够生产相关产品的试验工厂，最终实现规模化生产。”
原文链接：
https://www.technologyreview.com/2026/10/21/1146137/solid-state-batteries-impossible-issue/
