2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會現(xiàn)場

電池百人會-電池網(wǎng)6月30日訊（常青 林音 江蘇蘇州報(bào)道）6月28日，固態(tài)電池行業(yè)盛會——2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會在蘇州相城舉行。本屆論壇由中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池百人會、蘇州市新時(shí)代工商管理企業(yè)家聯(lián)合會新能源專委會主辦，本次盛會匯聚全球產(chǎn)學(xué)研金用等各界力量，圍繞“新技術(shù) 新賽道 新力量”這一主題掀起頭腦風(fēng)暴，共同探討固態(tài)電池技術(shù)的最新進(jìn)展、面臨的挑戰(zhàn)、解決方案及未來的發(fā)展趨勢，推動(dòng)其商業(yè)化進(jìn)程，搭建起深度溝通、合作的橋梁和紐帶。 

財(cái)通電新電動(dòng)車首席分析師張磊

28日下午，財(cái)通電新電動(dòng)車首席分析師張磊在論壇上做了題為《固態(tài)電池-卡位之戰(zhàn)》的主題演講，分享了動(dòng)力電池技術(shù)演變、固態(tài)電池研發(fā)核心、固態(tài)電池材料升級和面臨的挑戰(zhàn)等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：

“動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展主要可以分為高能量和性價(jià)比兩條路線，化學(xué)體系的迭代是動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展的核心?！睆埨诒硎?，動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢疊加低空經(jīng)濟(jì)等新應(yīng)用場景的爆發(fā)，加速固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

固態(tài)電池化學(xué)體系升級

張磊介紹，近年來，動(dòng)力電池不斷創(chuàng)新升級，續(xù)航從100到1000公里；能量密度從100到300Wh/kg；成本從4到0.4元/Wh。面向未來，動(dòng)力電池的三大技術(shù)趨勢則是更高安全性（減少電解液）；更加智能（自動(dòng)化和大模型）；更高性能（材料創(chuàng)新與全固態(tài)，重點(diǎn)是電解質(zhì)）。

固態(tài)電池采用不可燃的固態(tài)電解質(zhì)替換可燃性的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)。固體電解質(zhì)除了傳導(dǎo)鋰離子，也充當(dāng)了隔膜的角色，正負(fù)極添加劑等迎來升級的空間。

在安全性方面，固態(tài)電池?zé)o燃燒和產(chǎn)氣風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)電解液易與正負(fù)極材料反應(yīng)，腐蝕、產(chǎn)氣等，固態(tài)電池材料失穩(wěn)溫度400度以上（硫化物與三元正極）；此外，電池受到外力撞擊正負(fù)極短路，引起的電火花會瞬間爆燃，電解液泄漏等。

在能量密度方面，固態(tài)電池的電化學(xué)窗口可以達(dá)到5V以上，傳統(tǒng)電解液體系電化學(xué)窗口一般小于4.5V；可以允許高電壓正極材料的使用；電化學(xué)窗口指在這個(gè)電位范圍內(nèi)，電解質(zhì)沒有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。

在壽命方面，液體電解質(zhì)會與電極材料、封裝材料緩慢地相互作用和反應(yīng)，長期會發(fā)生干涸、揮發(fā)、泄漏。固體電解質(zhì)則可以避免，從而有望顯著延長服役壽命、降低電池整體制造成本、降低電池制造技術(shù)門檻，有利于大規(guī)模推廣使用。

張磊提到，固態(tài)電池前期研發(fā)核心在于固態(tài)電解質(zhì)。按照電解質(zhì)材料的不同，固態(tài)電池可以分為聚合物、氧化物、硫化物三種體系電解質(zhì)。其中，聚合物電解質(zhì)屬于有機(jī)電解質(zhì)，氧化物與硫化物屬于無機(jī)陶瓷電解質(zhì)。其中，聚合物易加工但電導(dǎo)率低；硫化物性能最佳，成本最高；氧化物成本&性能均衡；鹵化物電解質(zhì)成本低于硫化物，且電導(dǎo)率更高，但與負(fù)極接觸時(shí)會發(fā)生反應(yīng)。

此外，負(fù)極材料是短期能量密度提升的關(guān)鍵，包括石墨負(fù)極-硅基負(fù)極-富鋰負(fù)極-鋰金屬負(fù)極。

“界面阻抗問題是影響固態(tài)電池電化學(xué)性能的關(guān)鍵因素，約6000個(gè)大氣壓下才能實(shí)現(xiàn)較好的離子接觸結(jié)果?！睆埨趶?qiáng)調(diào)，目前全固態(tài)電池還面臨著固態(tài)界面問題、離子電導(dǎo)率低影響充放電速率等問題尚未解決。

固態(tài)電池全球研發(fā)進(jìn)展

固態(tài)電池在世界范圍內(nèi)尚處于研發(fā)和中試階段，中、日、韓在固態(tài)電池開發(fā)領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。下一代動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)提上日程，未來幾年，全球或?qū)哉咭龑?dǎo)、資金補(bǔ)貼、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等方式加快推進(jìn)鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

從各國的技術(shù)路線來看，日本絕大部分公司以硫化物路線為核心，目前豐田在固態(tài)電池領(lǐng)域研究已持續(xù)近10年，預(yù)計(jì)其產(chǎn)品推出時(shí)間為2026-2028年。

韓國在技術(shù)路徑方面均以硫化物電解質(zhì)為主，研究固態(tài)電池的企業(yè)主要有三星SDI、LG和現(xiàn)代汽車等。

美國在能源部（DOE）科學(xué)基金和國家實(shí)驗(yàn)室研究的推動(dòng)下誕生很多初創(chuàng)公司，如QuantumScape、SEEO、SolidPower、SolidEnergySystems、IonicMaterials等，路徑以聚合物電解質(zhì)和氧化物電解質(zhì)為主，負(fù)極多采用鋰金屬。

而中國選擇了固液混合電池的路線，目前衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)及臺灣輝能等公司已分別開發(fā)出半固態(tài)電池樣品，全固態(tài)電池尚在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)中，初創(chuàng)企業(yè)以氧化物、聚合物居多，主流鋰電池巨頭均采用硫化物路線（寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能）。

目前，國內(nèi)固態(tài)電池的發(fā)展主要包括三個(gè)階段：第一階段，引入部分固態(tài)電解質(zhì)，降低電解液的含量，正極依然采用傳統(tǒng)鐵鋰或三元正極；第二階段，提高固態(tài)電解質(zhì)含量完全取代液態(tài)晶體液；最終階段，固態(tài)電解質(zhì)膜進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升能量密度。

此外，在車企布局方面，國內(nèi)例如比亞迪、蔚來、長城、廣汽、上汽等已經(jīng)陸續(xù)公布研發(fā)方向，半固態(tài)電池開始陸續(xù)裝車；日韓例如豐田、本田、現(xiàn)代、日產(chǎn)等均已發(fā)布全固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃；歐美例如寶馬、大眾、通用等則主要投資固態(tài)電池初創(chuàng)汽車?yán)^而引入車系。

“固態(tài)電池在全球來說，是一個(gè)卡位的階段，資本會更多投入進(jìn)來，去選擇這里面能夠解決關(guān)鍵的界面阻抗和電導(dǎo)率問題，或者在正極、負(fù)極上有創(chuàng)新的工作?！睆埨谡f道。

（以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）