全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化“快馬躍進”
“(未來幾年)新一代動力全固態(tài)電池將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從戰(zhàn)略全局看，當前重點要防范的是全固態(tài)電池技術(shù)路線帶來的顛覆性風(fēng)險。”在日前舉行的中國電動汽車百人會論壇(2025)上，中國科學(xué)院院士歐陽明高再次向行業(yè)發(fā)出警告。
△ 圖為中國科學(xué)院院士歐陽明高作主旨發(fā)言
中國電池產(chǎn)業(yè)又走到了關(guān)鍵的節(jié)點?！斑@跟當年選擇鎳氫電池還是鋰離子電池類似”，歐陽明高講道，那時候鋰離子電池問題很多，搞鎳氫電池的呼聲更高，但是最后鋰離子電池產(chǎn)業(yè)成功了。當年是選擇油電混合還是純電驅(qū)動也是類似的，爭論非常激烈，但最后純電驅(qū)動技術(shù)路線成功了。
△ 圖為國軒高科首席科學(xué)家朱星寶演講
當前全球各國企業(yè)都在發(fā)力全固態(tài)電池，企圖彎道超車中國目前領(lǐng)先的鋰電池產(chǎn)業(yè)。國軒高科首席科學(xué)家朱星寶提到，從美國、德國、法國、日本、韓國等國家的布局來看，固態(tài)電池的技術(shù)路線非常多，包括硫化物、鹵化物、氧化物等差異化非常大，國外企業(yè)發(fā)力的時間節(jié)點，集中在2016到2018年期間。
“所以有很多人問我，固態(tài)電池對于當下的液態(tài)電池有沒有技術(shù)的顛覆性，從這個角度來講確實有顛覆性。因為我們想要彎道超車其它的國家，其它的國家也想要通過下一代技術(shù)路線，彎道超車我們的液態(tài)動力電池。”朱星寶表示。
01
加快突破固態(tài)電池技術(shù)瓶頸
中國向來有居安思危的傳統(tǒng)，實際上中國新能源企業(yè)對固態(tài)電池的投入，其實并不比國外少。
截至目前，包括比亞迪、長安汽車、東風(fēng)汽車、吉利汽車、廣汽埃安、寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達、孚能科技、瑞浦蘭鈞、力神電池、蜂巢能源、遠景動力、太藍新能源、贛鋒鋰業(yè)、當升科技、容百科技、恩捷股份、天賜材料等眾多中國汽車廠商、電池廠商和材料企業(yè)，都在發(fā)力全固態(tài)電池。
△ 圖為東風(fēng)汽車集團研發(fā)總院副院長史建鵬演講
近幾年，中國的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入發(fā)展的快車道。東風(fēng)汽車集團研發(fā)總院副院長史建鵬指出，現(xiàn)在固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展正重塑產(chǎn)業(yè)鏈，眾多整車廠和電池企業(yè)加速下場，技術(shù)路線已經(jīng)逐步清晰，而且材料體系出現(xiàn)了多元化突破。
2024年是中國全固態(tài)電池的里程碑年份。這是歐陽明高的判斷，他指出，目前國內(nèi)主要汽車和電池企業(yè)，大多數(shù)都開始聚焦以硫化物為主體電解質(zhì)的全固態(tài)電池技術(shù)路線，選擇高鎳三元正極、硅碳負極構(gòu)成的材料體系，以實現(xiàn)車用電池比能量400Wh/kg左右為目標，超越傳統(tǒng)液態(tài)和固液混合電池。同時，通過全固態(tài)電池，將高鎳三元電池安全性提升到磷酸鐵鋰電池水平。
“固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化開始的時間，將在2027年-2028年，2030年左右是完全可以量產(chǎn)的?！睔W陽明高預(yù)測道，同時他指出對于500Wh/kg的車用全固態(tài)電池，必須要突破鋰負極技術(shù)，這個可能需要借助基于人工智能的材料研發(fā)平臺來賦能。“預(yù)計產(chǎn)業(yè)化的時間，大概在2030年-2035年，有五年不確定期”。
△ 圖為中國科學(xué)院院士孫世剛演講
作為一種新型技術(shù)，固態(tài)電池面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)亦不少。中國科學(xué)院院士孫世剛指出，固態(tài)電池更安全，但也帶來兩個根本問題。一個是鋰金屬枝晶，鋰金屬雖是目前已知能量密度最高的負極材料，但鋰枝晶的生長不可避免會產(chǎn)生短路。另一個是用高電壓的正極材料容量高，但也容易衰減。
史建鵬也指出，固態(tài)電池在高性能電極、復(fù)合電解質(zhì)膜、高穩(wěn)定性界面和制造工藝方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要整個行業(yè)企業(yè)通過漸進式的創(chuàng)新，分階段突破技術(shù)難點。
02
聯(lián)合創(chuàng)新促進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展
固態(tài)電池是全球廠商“兵家必爭”之技術(shù)，未來的市場潛力將非常巨大。據(jù)中銀證券預(yù)測，2025年和2030年全球固態(tài)電池需求量將分別達到44.2GWh和494.9GWh。國海證券認為，未來全球固態(tài)電池出貨量將高速增長，到2030年市場空間有望達到1500億元以上。
在本次論壇上，不少企業(yè)介紹了各自公司的固態(tài)電池產(chǎn)品和研發(fā)方向。據(jù)朱星寶介紹，國軒高科在2017年就開始做半固態(tài)電池;2022年發(fā)布了第一款半固態(tài)電池，當時的能量密度是360Wh/Kg，續(xù)航可以達到1000公里;2024年5月又發(fā)布了一款硫化物全固態(tài)電池，電芯容量為30Ah。
△ 圖為瑞浦蘭鈞副總裁侯敏演講
據(jù)瑞浦蘭鈞副總裁侯敏介紹，瑞浦蘭鈞聚焦于多維固液界面技術(shù)、SCL電極設(shè)計技術(shù)，開發(fā)出獨創(chuàng)的問頂技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)和材料創(chuàng)新，全面提升了產(chǎn)品的綜合性能。為了進一步提高問頂高比能量電芯的安全性，該公司研制了能量密度達310Wh/Kg的半固態(tài)電池，體積比能量達到750Wh/L。
△ 圖為太藍新能源董事長高翔演講
在太藍新能源董事長高翔看來，傳統(tǒng)的鋰電池因為受制于天然的材料體系的局限，往往需要通過加法來進行優(yōu)化，不僅會帶來成本的提升，同時也會提升它的系統(tǒng)復(fù)雜性。因此，太藍新能源在業(yè)內(nèi)首次提出了“4-3-2-1”減材制造的核心理念，推出了無隔膜固態(tài)電池技術(shù)，通過減材制造為動力電池技術(shù)創(chuàng)新提供新范式。
△ 圖為巨灣技研總裁裴鋒接受電池中國專訪
巨灣技研總裁裴鋒在接受電池中國等傳播平臺專訪時表示，動力電池一直以來就是要解決兩個課題，第一是充電要跟加油一樣快，第二是動力電池要跟油箱一樣輕。全固態(tài)的本質(zhì)是解決輕的問題，這是全固態(tài)電池最大的貢獻，在解決安全問題的同時，它的能量密度可以再提升一倍，也就是說重量可以再降低一倍。
“現(xiàn)在的超快充還是基于液態(tài)電池，全固態(tài)電池做超快充是非常困難的，因為它的反應(yīng)界面，由原來的液態(tài)界面變成了固態(tài)界面?！? 裴鋒透露，去年年底巨灣技研剛剛拿到國家項目支持，開展全固態(tài)電池的開發(fā)?！敖酉聛砭褪情_發(fā)具備超快充性能的全固態(tài)電池，這也是巨灣技研一個研發(fā)重點”。
△ 圖為中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉演講
全固態(tài)電池儼然已是行業(yè)研發(fā)和工程化的熱點，中國電子科技集團第十八研究所研究員肖成偉認為，從整個產(chǎn)業(yè)的角度來看，要支持聯(lián)合創(chuàng)新的嘗試，全固態(tài)電池不是一家企業(yè)或一個研發(fā)機構(gòu)單打獨斗能完成的。
“我們要支持一些原始創(chuàng)新的研究，中國在液態(tài)角度已經(jīng)實現(xiàn)了全球領(lǐng)先，在新技術(shù)的角度現(xiàn)在處于前無古人的形勢下，我們要做一些原始創(chuàng)新的研究，這是至關(guān)重要的。”肖成偉說道。
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