中汽中心刘仕强：新一代动力电池测评技术发展与挑战

由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办的第二十二届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛，于2026年9月17日至20日在天津市滨海新区举行。本届论坛以“智绿筑基·生态蓄势·共创共赢”为主题。9月18日，中国汽车技术研究中心有限公司首席专家刘仕强在“新技术生态专场：下一代电池重塑产业生态”上发表题为“新一代动力电池测评技术发展与挑战”的演讲，系统介绍了固态电池的技术演进、产业挑战及测评体系建设进展。

动力电池产业持续升级，催生多元高端应用需求

刘仕强表示，近20年来，消费电子、交通运输和大型储能等领域快速发展，核心依托于动力电池技术迭代。高能量密度、高功率、长续航、长寿命和低成本等诉求深刻重塑了产业格局。当前，高性能动力电池已深度支撑国家战略安全、航空航天、具身智能和智能制造等关键领域发展。

中国汽车技术研究中心有限公司首席专家 刘仕强

过去15年至16年，我国动力电池产业形成了两条典型技术路线。一是以磷酸铁锂为代表的高性价比路线，其能量密度已从2015年前后的100Wh/kg提升至目前200Wh/kg，实现性能翻倍；二是以三元材料为核心的高能量密度路线，已由早期611体系发展至目前基本实现应用的811体系。未来，固态电池等新一代技术还将支撑长续航交通工具、航空航天及特殊场景的高端应用。

在各类新型电池技术中，固态电池是全球关注度和竞争强度最高的核心方向。早期日韩、欧美企业率先布局固态电池，对我国产业发展形成竞争压力，也倒逼国内加快技术攻关。自2023年起，我国从政府到企业全面启动多技术路线布局，覆盖硫化物、氯化物、氧化物和聚合物等主流固态电解质体系。经过三四年集中攻坚，国内固态电池产业已初步完成从0到1的技术突破，材料研发和生产工艺达到国际同步水平，在大电芯制造、系统集成验证等环节走在世界前列。

刘仕强团队还系统梳理了全球主要固态电池企业的技术路线。目前行业技术路线正逐步集中：电解质以硫化物体系为主，聚合物体系也是关键方向；正极材料聚焦九系高镍三元和高密富锂锰基两大高端路线；负极材料以硅基材料为主，锂金属负极、无负极等前沿技术也在持续推进。

固态电池的根本特征是以固体电解质替代传统液态电解液和隔膜，通过减少或去除可燃液态组分，从源头提升安全性。同时，宽电压窗口的固体电解质可适配高镍三元、富锂锰基、硅碳和锂金属等高比能材料，为能量密度持续提升提供核心支撑。

国家标准明确判定尺度，材料工艺迎来系统变革

2026年8月，国家标准GB/T 48093.1—2026正式发布，明确了车用固态电池的定义与判定方法，填补了行业标准空白。标准通过高温、真空测试检测电池内部可挥发组分含量，要求固态电池可挥发组分占比低于0.5%。中汽中心大量对比测试显示，传统液态电池该指标普遍在10%—12%以上，量产及研发阶段的固态电池均可控制在0.5%以下，部分企业指标更优。

固体电解质的应用对电池结构和制造工艺提出了全新要求。在正极端，高镍三元、富锂锰基等新材料需要与固体电解质、导电剂和粘结剂构建高导电网络，但材料释氧及与电解质发生副反应等问题会影响电池稳定性。在电解质端，硫化物电解质的成膜、超薄化工艺难度较大，且需兼顾绝缘防护和锂离子传导，离子电导率及电压窗口直接决定性能上限。在负极端，硅基材料面临界面屏障问题；锂金属负极质地较软，难以承受高压，而硫化物固态电池又需要一定压力保障界面接触，力学调控和稳定界面构筑因此成为突破关键。

电芯制备同样面临挑战。固态电池电芯已从早期1—2Ah实验室样品，发展到2025年年初的20Ah和年底的60Ah大电芯，随后进入工艺固化和量化阶段。高压等压成型工艺的参数控制、电芯一致性和生产节拍效率均有待解决。更重要的是，高压工艺会放大微小毛刺、杂质带来的风险，传统液态电池生产中可忽略的细微缺陷，在固态电池生产中可能引发严重的安全与性能问题。

工艺和结构变化使固态电池与液态电池呈现“机理差异、性能趋同”的特征。液态电池依靠电解液浸润实现锂离子传输，固态电池则转为界面点接触模式，性能高度依赖界面稳定性和有效接触面积，界面副反应会直接导致性能快速衰减。

主流硫化物路线仍存在界面适配难题。九系高镍三元正极与硫化物电解质易发生副反应，造成性能衰减，行业普遍采用硫化物复合改性方案加以优化。但测试发现，新型电解质不仅可能与正负极活性材料存在适配风险，还可能与集流体反应，引发新的失效问题。液态电池中的锂枝晶问题在固态电池中依然存在，只是生长机理发生变化。借助高倍率CT扫描可以观察到，锂枝晶会沿电解质裂纹持续生长，最终造成电池性能断崖式衰减乃至整体失效。

全链条测评体系构建，压力与温度成为关键变量

面对固态电池从材料到系统的全链条技术变革，原有液态电池测评体系已无法适配。刘仕强介绍，中汽中心联合中国科学院物理研究所、宁德时代、比亚迪及多所高校，搭建起覆盖材料、电芯、模组和电池系统的全链条固态电池测评技术体系。

其中，电解质测试是关键。除机械性能外，温度对电子特性的影响也需要纳入评价。电池单体层面，约束力是突出变量。前两年固态电池测试通常需要20MPa约束力，随着技术进步，部分企业已降至10MPa，领先企业降至7—8MPa，甚至实现5MPa低压运行。即便压力持续下降，常规400×100mm规格电芯仍需数吨约束力，测试夹具自重可达五六十公斤，单人难以完成装配，测试难度和成本明显增加。

温度也是重要变量。传统液态电池的高温工况多用于加速寿命测试，而固态电池常规工作温度普遍需维持在35℃—45℃，部分产品还需在50℃—60℃环境中稳定运行。

在模组与系统层面，高压、高温工作特性对结构可靠性和内部稳定性设计提出新要求。电池管理系统也需在SOC、SOH估算和热管理基础上，增加精准加热控制、压力实时监测和动态力学调控等功能。依托系列研究，我国目前已形成19项固态电池国家标准，其中12项正在研制、4项已获批发布，行业标准体系持续完善。

测试评价分层分级，安全测评成为重中之重

在材料层面，测评重点包括电解质致密性、离子电导率和电压窗口，同时关注极片容量、热稳定性、电导率及材料适配性，重点排查正负极与电解质之间的界面副反应，解决电芯未投产、未使用即出现产气和衰减的问题，并规避硫化氢、二氧化硫、氢气等有害气体析出风险。

在电池单体层面，重点评价电性能、寿命、容量保持率和一致性。传统液态电池主要考虑温度与倍率耦合，固态电池则新增压力变量，形成温度、倍率、压力三维度耦合测评体系。受材料和工艺尚未完全定型影响，电芯一致性是当前测评重点。自放电和存储容量保持能力也已成为核心考核指标，需要借助EIS、DRT等精细表征手段，准确定位性能衰减诱因。

安全性能是固态电池测评的重中之重。由于没有电解液的缓冲缓释机制，固态电池失效速度更快，存在瞬时燃爆风险；硫化物体系失效后还可能析出微量硫化氢，对人体造成不可逆伤害，呈现出特殊性、突发性和强危害性。对比测试显示，固态电池与液态电池在温升和T1/T2/T3失控温度特征方面差异显著。刘仕强同时强调，固态电池仍处于研发迭代阶段，各项性能特征仅可作为研究参考，不能简单据此判断其与液态电池的优劣。电池失控后的产气特性会显著改变失效危害程度，也是当前安全测评的核心研究方向。

在模组和系统层面，需要重点优化结构强度和压力适配通道设计，并针对高温、高压、产气等特殊工况，建立全新的可靠性测评、气体排放管控与验证体系。总体而言，固态电池测评必须在传统液态电池体系基础上，结合新材料、新工艺、新结构和新机理，全面补充、升级测试方法与评价标准。

标准化工作也提升了我国在国际标准领域的话语权。2026年7月，由我国牵头的IEC固态电池国际标准提案正式通过；8月，在法国举行的ISM国际会议上，中方再次提交多项电池系统相关国际标准提案，持续推动中国技术、中国标准走向全球。

材料、工艺与成本仍待突破，产业化仍需系统迭代

刘仕强认为，固态电池产业化仍有大量技术和成本难题需要攻克。材料端，正负极新材料体系迭代及多材料耦合适配等科学问题仍需深挖；工艺端，新型生产工艺的优化、落地和规模化适配仍需攻坚；成本端，当前材料成本高、量产成品率低，产业化经济性短板突出。其所在实验室在手工半自动化条件下制备1—2Ah样品电芯，成品率也仅为70%—80%，物料损耗较大、成本居高不下，距离规模化商用仍有较长迭代之路。

面向新一代动力电池竞争，建立覆盖材料、电芯、模组和系统的测评体系，是识别技术风险、验证产品性能和支撑标准建设的基础。刘仕强表示，未来仍需产业链各方协同推进技术攻关、工艺成熟和测评标准完善，共同推动新一代动力电池高质量发展。