从合肥南站驱车20分钟，就抵达了国轩高科总部所在地，总部大楼外方内圆，从空中俯瞰，方正的建筑内部嵌有圆形结构，造型独特。
这家市值超过800亿元的上市公司，今年上半年营收净利润双增长，动力电池市占率全国第四，储能电池市占率排在全球第七。2024年，国轩高科储能基站&UPS全球市占率第一。
近段时间，固态电池一直热度高居不下，新能源行业的下一张“船票”，对每家企业来说都是必须争夺的战略方向。
国轩高科也不例外，公司全固态电池“金石”电池量产中试线0.2GWh已经贯通，G垣准固态电池已经到了量产的关键节点，预计明年开始放量，公司已规划建设12GWh准固态电池产线。
而推动准固态电池商业化，离不开公司的首席科学家朱星宝。朱星宝从事固态电池研究近20年，对固态电解质、固固界面、电化学催化剂、三相反应界面等有十余年的研究积累，早期在高校从事科研工作，后来加入国轩高科，带领一帮技术人员攻克量产难题。
8月中旬，21世纪经济报道记者在合肥见到了国轩高科首席科学家朱星宝，他衣着印有国轩高科logo的黑色Polo衫。在长达一个多小时的访谈中，朱星宝侃侃而谈，为固态电池领域的混沌格局带来清晰洞见。
面对“准固态电池”定义之争，他提出以“固液混合电池”重构分类体系，强调离子传导主体为固态电解质的核心判定标准。
他预计，G垣准固态电池明年可实现市场应用并规模量产，多家同行企业也已将放量时间确定在2026至2027年。而全固态电池的全面落地可能需等到2030年之后。
全球竞争维度下，中国在固液混合电池领域已建立领先优势，但朱星宝亦直言全固态电池与日韩企业仍有差距，需通过技术沉淀实现追赶。
朱星宝。资料图
从材料到结构的全链条创新
《21世纪》：目前你在国轩高科参与准固态电池技术路线的研究工作。相较于目前主流的液态锂离子电池，全/准固态电池的主要优势体现在哪些方面？
朱星宝：锂电池的发展分为两条主线。一条是高比能路线，即能量密度持续提升；另一条则是高性价比路线，即成本不断降低。
高性价比方面，磷酸铁锂凭借其较高的性价比，在当前激烈的市场竞争中占据了80%的市场份额。在储能领域，由于三元材料的成本过高，磷酸铁锂则成为主流，这也是其市场份额增长的重要原因。基于磷酸铁锂添加锰元素形成的磷酸锰铁锂，是未来高性价比的重要选择。此外，钠电、无钴电池，这些都是可以探索的高性价比发展路线。
高比能方面，目前市面上动力电池的能量密度最高在240Wh/kg左右；280Wh/kg到300多Wh/kg的电池锂电头部企业还在研发过程中，或正要推向市场。未来将会看到400Wh/kg乃至500Wh/kg以上的电池。
电池的能量密度是由材料体系决定，与“固态”与否并非直接相关。但固态电池之所以被广泛认为代表高端且高能量密度，是因为固态电池技术在安全性上更有保障，可以选择更高能量密度的材料。
我以国轩高科近期发布的“G垣准固态电池”为例，其与液态电池的主要区别体现在材料与结构的多项创新：
首先，尽管电池注液的过程加入电解液，但最终目标是将其固化。通过注入单体并以特定温度进行固化，从而提高电池的安全性和热稳定性。
其次，液态电池的隔膜主要功能为物理隔离，不能传导锂离子，锂离子的传导则需要电解液实现。国轩高科G垣准固态电池使用闭孔隔膜结构，阻断正极析出的氧气与负极产生的还原气体接触，从根本上抑制热失控的发生。这也是G垣准固态电池能够承受3毫米针刺贯穿的重要原因。
再者，高比能电池普遍采用硅作为电极材料，但硅容易膨胀和破裂，其表面的SEI膜也会随之破裂。针对这一问题，国轩开发原位再生技术，即当硅电极恢复时，SEI膜能在原位补全，维持界面完整。
综上，G垣准固态电池并不只是简单地减少电解液用量，而是一套覆盖材料、界面、电解质和电池设计的系统技术工程。
《21世纪》：国轩高科为何定下准固态到固态电池领域的发展路线？如何确定走准固态和全固态这两条技术路线并行的？
朱星宝：早在2017年，国轩就开始布局半固态电池项目，那时半固态、准固态电池的概念并不普及。鉴于当前超过90%的车企仍以方形电池为主要选择，公司战略开发方形半固态电池。
今年5月17日正式推出的新一代方形准固态电池，实现了从材料体系到结构设计升级，这是在半固态电池技术上的战略路线。
另一方面，国轩推进全固态电池研发，既是出于对行业趋势的研判，也源于对更高安全性能的追求。公司坚定投入、自主推进全固态技术攻关，并于今年5月17日实现装车测试，标志着国轩在全固态电池领域取得实质性突破。
以“固液混合”厘清行业混沌
《21世纪》：目前，行业对于“准固态电池”尚未形成统一的定义。能否明确“准固态电池”的定义？与传统的液态电池相比，你认为准固态电池主要有哪些区别？
朱星宝：目前市场上关于全固态、半固态、准固态等电池类型的名称较多，定义尚不统一。我认为可将其归为两大类。
全固态电池，从科学定义上讲，是指完全不含有电解液的电池。其核心在于用固态电解质完全替代液态电解质，实现锂离子的传导。当前中汽研正在牵头制定相关标准，提议通过对电芯进行真空、特定温度、时间等特定条件下的烘烤，使其最终湿重控制在1%以内，以此作为全固态电池的判定标准。
对于半固态、准固态、凝聚态等概念，行业尚未形成清晰统一的定义。许多人认为固态电池与半固态电池的衡量标准是电解液的含量，我认为这样并不准确。我建议将半/准固态电池统称为“固液混合电池”。
我认为当涉及“固态”的概念，就应符合固态的定义：固态指的是将原本液态的离子传导物质转化为固态。因此，该类电池中传导锂离子的主体应是固态电解质，而非液态电解液。
其次，固液混合电池中存在添加少量电解液的情况，但其作用不应是离子传导，而是用于维持电极与电解质界面的稳定性，缓解充放电过程中的体积变化和接触损失，从而降低因液态电解质易燃带来的热失控风险，提升电池安全性，这也是我们重要的出发点。
《21世纪》：你认为我国在半固态电池和全固态电池的发展现状如何？近年来固态电池产业链的发展是否超出了你的预期？
朱星宝：在混合固液电池领域，中国已处于全球领先地位。基于在液态锂电池方面积累的深厚技术与产业基础，为半固态技术演进提供了支撑。
混合固液电池作为先锋不断冲锋陷阵，是可落地应用的前沿技术，正在不断推动能量密度与安全性能提升，支持更长续航与更高智能化的新能源汽车发展。
新能源汽车的竞争力将在全面智能化阶段爆发，届时电池电量与能量密度需求只会更强，而混合固液电池正承担起这一“先锋”角色。
全固态电池更偏向中长期的战略储备技术，目前仍面临诸多挑战，如界面应力应变、压力系统设计、制备工艺和成本等问题，尚需时间沉淀发展。
我赞同欧阳明高院士的观点，他将全固态电池视为“僚机”——若未来五年实现技术突破，它将助力我们站在全球电池产业巅峰；即使仍需更多时间，它也为现有电池体系提供战略保障与技术后盾。因此，在持续推动半固态电池产业化的同时，我们也有必要在全固态技术方面做好战略布局与技术储备。
准固态明年放量，全固态仍需等待
《21世纪》：关于固液混合/全固态电池的大规模量产装机的时间点，你怎么看？
朱星宝：从产业化进程来看，我认为固液混合电池已进入量产应用的关键阶段。以国轩为例，预计明年可实现市场应用并规模量产。据我了解，多家同行企业也已将固液混合电池的放量时间确定在2026至2027年。固液混合电池投入市场进行量产，近几年内即可实现，不会太远。但个人认为，全固态电池的全面落地可能需等到2030年之后。
《21世纪》：液态电池到固液混合，再到固态电池，中间是否应该有一个过渡期？
朱星宝：首先，固态电池目前存在六条主要技术路线。例如，薄膜固态电池技术早已实现产业化，目前在医疗领域已有广泛应用，适用于心脏起搏器等设备。
另外，法国Bolloré公司早期研发的基于PEO体系的聚合物电池也已实际装车。但这类电池通常需在60至80摄氏度的温度条件下运行，才能达到理想的电导率并满足车辆动力需求，这一特性上限制了其规模化生产和商业推广。
再看氧化物电池，我认为单纯使用氧化物仍存在一定问题。一方面，这类材料密度较高，会增加电池整体重量，从而降低能量密度；另一方面，陶瓷材料在烧结后脆性显著，电池在组装过程中容易出现碎裂，这也是其产业化过程中所面临的主要障碍。因此，我认为仅凭氧化物陶瓷片实现商业化是不可行的。进一步来说，硫化物和硼氢化合物路线虽然电导率较高，但稳定性较差。
首先，半固态电池不可能采用硫化物路线。目前来看，硫化物与溶剂的相容性极差，一旦接触容易发生变质，电导率也会急剧下降，因此硫化物路线难以发展出半固态电池。目前所说的“半固态”，更多是指固液混合体系，其中包含氧化物陶瓷和聚合物的复合路线，该类路线是目前半固态电池的主流。
我认为它们属于不同的发展路径，即便在半固态阶段积累了相关技术，也难以直接过渡到全固态硫化物电池。
另一方面，复合技术路线确实存在从半固态演进至全固态的可能性。但该类全固态电池也有其明显短板，即电导率较低。若无合适的界面修饰层的材料，其倍率性能可能较差，甚至低于0.1C。不过优点在于，它不像硫化物电池那样需要持续施加较大压力。因此，若是从复合路线出发，从半固态走向全固态具备一定的技术连续性。
半固态不应该作为全固态的过渡形态。半固态电池甚至不应被称为电池，而应称为半固态电池技术，它涵盖了多项技术。如原先的8系和7系等高镍三元材料和磷酸铁锂材料都可以应用到半固态电池，只是说采用半固态电池技术后，电池更加安全。
随着全固态电池的到来，半固态电池也不会被取代。但半固态电池部分取代液态电池是有可能的，并非完全替换原有液态电池，而是通过提升电池的安全性能，赋能半固态电池技术实现升级和改造。它仍保留部分液态电解质的特性，处于固液共存的过渡区间。
而全固态电池则完全不同，其材料机理、工艺和界面都与现有体系存在本质差异，应被视作全新的电池技术。
至于全固态电池未来是否会全面替代液态与半固态电池，我认为可能性不大，毕竟不同应用场景对电池性能要求各异。当然，如果未来全固态电池在倍率、成本、循环寿命及安全性等方面均取得突破，并达到当前液态电池水平，其应用范围自然会扩大。
中国领跑固液混合电池路线
《21世纪》：全球准固态电池和固态电池方面的竞争格局是怎样的？我国在这一领域的优势和战略地位体现在哪些方面？
朱星宝：首先，在全球锂电池产业格局中，日本和韩国作为发源地，最早实现了商业化与规模化生产。而在固液混合电池方面，中国已处于全球领先地位，现有的生产线与制造技术充分借鉴并承接了液态电池的基础。因此，在这一技术路径上，我们有能力维持领先优势。
这一信心源于我国在锂电池领域接近全球三分之一的研发人才储备，以及过去二十年间，在生产流程、仪器设备与工艺参数上持续迭代所积累的深厚经验。这些知识体系和技术壁垒，并非仅凭资金投入就能在短期内突破。也许在理论层面可以较快跟进，但技术的成熟与优化仍需经过大量实验与反复打磨。没有实践中的反复试错和参数积累，就无法实现极致性能。因此，技术提升是一个需要时间和实践沉淀的过程。
在全固态电池方面，日本和韩国目前主要聚焦于硫化物路线，国内企业也已积极布局、加大投入。我们应客观认识到，在该领域与日韩仍存在一定差距，但这一差距有望迅速缩小。
其他国家用十年研发取得的成果，我们有可能通过集中资源与高强度开发，在两三年内追赶甚至接近。但任何科技的创新没有捷径可言，我们必须经历过技术迭代中的困难、掌握关键工艺参数，才能真正做到极致。
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