近日，“中國全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺”成立大會暨中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇在北京舉行。來自主管部門、行業(yè)組織、企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)以及金融與投資機(jī)構(gòu)代表200余人參加會議。
“十多年來，我國在新能源汽車領(lǐng)域一直處于全球領(lǐng)先地位，其中一個(gè)重要的原因是我國儲能電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的優(yōu)勢。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰在會上表示，固態(tài)電池的突破帶有很強(qiáng)的顛覆性，我國能否順利闖過固態(tài)電池技術(shù)和量產(chǎn)的關(guān)口是確保我國實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國、保持全球領(lǐng)先地位的關(guān)鍵一戰(zhàn)。因此，客觀認(rèn)識全固態(tài)電池的特征，有針對性地加大研發(fā)投入，是非常必要的。
在會議現(xiàn)場，多位專家認(rèn)為，全固態(tài)電池是動力電池重要的發(fā)展方向之一。
動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
“我國新能源汽車已經(jīng)進(jìn)入了全面市場化拓展的新階段。”全國政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會副主任苗圩預(yù)計(jì)，原來制定的到2035年滲透率達(dá)到50%左右的目標(biāo)有可能會提前10年實(shí)現(xiàn)，也就是到2025年或者2026年，新能源汽車在新車銷量當(dāng)中將達(dá)到一半以上。
受新能源汽車快速增長拉動，我國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。
1月11日，中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟公布數(shù)據(jù)顯示，2023年1-12月，我國動力電池累計(jì)裝車量387.7GWh，累計(jì)同比增長31.6%。
中國城市報(bào)記者注意到，2023年1—12月，國內(nèi)動力電池企業(yè)裝車量前五名分別為寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航、億緯鋰能和國軒高科。
動力電池產(chǎn)業(yè)在規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平也迅速提升。工信部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛指出，我國三元電池和磷酸鐵鋰電池能量密度分別達(dá)到300Wh/kg和190Wh/kg以上，在性能、成本、安全性等方面均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。無模組電池包、電磁底盤一體化等新型成組技術(shù)不斷涌現(xiàn)，低溫環(huán)境自加熱、熱擴(kuò)散安全管理等創(chuàng)新技術(shù)也加速突破應(yīng)用。
“此外，動力電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)持續(xù)完善。我國建成了涵蓋基礎(chǔ)材料、電芯單體、電池系統(tǒng)、制造裝備等在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈體系，退役動力電池回收、梯次利用、材料再生等技術(shù)生態(tài)逐步完善。截止到去年11月，累計(jì)建設(shè)動力電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)1萬多個(gè)。”郭守剛說。
全固態(tài)電池成行業(yè)“新寵”
目前，中國在液態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得輝煌成就，近十年來動力電池能量密度提升3倍，成本下降80%以上，產(chǎn)量占全球份額近70%。
值得關(guān)注的是，電池行業(yè)目前面臨產(chǎn)能過剩、行業(yè)內(nèi)卷兩大挑戰(zhàn)。中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高指出，一是電池成本不斷下降，技術(shù)門檻較低，很多企業(yè)涌入；二是產(chǎn)品沒有完全滿足電動汽車客戶的需求，比如350千瓦以上的超級快充如何在全壽命周期內(nèi)不析鋰、不影響壽命、不發(fā)生安全事故。
為什么要研發(fā)全固態(tài)電池？“相較于液態(tài)鋰離子電池，全固態(tài)電池具有更高的安全性、較強(qiáng)的循環(huán)壽命和更高的能量密度。”郭守剛表示，隨著消費(fèi)者對新能源汽車安全性能、續(xù)駛里程、使用條件等需求的持續(xù)增強(qiáng)，以全固態(tài)電池為代表的新一代動力電池成為全球動力電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要方向。
歐陽明高也持相似觀點(diǎn)。他認(rèn)為，全固態(tài)電池是公認(rèn)的下一代電池的首選方案之一，也是下一代電池技術(shù)競爭的關(guān)鍵制高點(diǎn)。
在歐陽明高看來，我國需要跨越創(chuàng)新周期，迎接國際新一輪電池技術(shù)競爭。在全球范圍內(nèi)，現(xiàn)階段固態(tài)電池主要以全固態(tài)電池為主導(dǎo)，其中硫化物電解質(zhì)占據(jù)主導(dǎo)地位。我國固態(tài)電池技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，以固液混合為主要特點(diǎn)。半固態(tài)電池的特點(diǎn)是固液混合的電化學(xué)原理與液態(tài)鋰離子電池相同，不屬于顛覆性技術(shù)，是提升安全性的技術(shù)之一。半固態(tài)電池正在試裝車，但是良品率、電池成本、充電倍率、循環(huán)壽命等問題還需要解決。
與此同時(shí)，新能源車企競相布局全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，打響“競速賽”。
記者了解到，在2023年8月30日，上汽集團(tuán)宣布與清陶（昆山）能源發(fā)展股份有限公司聯(lián)合成立合資企業(yè)，致力于開發(fā)新一代固態(tài)電池產(chǎn)品。上汽集團(tuán)與清陶能源協(xié)同實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)落地，計(jì)劃在2026年完成全固態(tài)電池樣車裝車測試。”清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司總經(jīng)理、高級工程師李崢在論壇上表示，全固態(tài)電池要規(guī)?；慨a(chǎn)，關(guān)鍵要看整車，整車企業(yè)的主動性和帶動效應(yīng)一定會帶動整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。未來希望固態(tài)電池成本能比現(xiàn)在的電池下降40%—50%，助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
不僅是上汽集團(tuán)公布固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，2023年11月17日舉行的廣汽集團(tuán)新聞發(fā)布會上，廣汽埃安相關(guān)負(fù)責(zé)人稱將于2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載，昊鉑車型將率先采用。
苗圩認(rèn)為，中國主要的動力電池企業(yè)都在進(jìn)行固態(tài)電池的研發(fā)，需要綜合考慮技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)可行性的平衡問題，就像磷酸鐵鋰電池雖然能量密度不如三元電池，但是這幾年我國在電池工藝技術(shù)和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了一系列改進(jìn)，磷酸鐵鋰電池占有率在逐年提升，現(xiàn)在已經(jīng)遠(yuǎn)超過三元電池的裝車量。
加強(qiáng)全固態(tài)電池科研成果轉(zhuǎn)化
不過，全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化仍需一定時(shí)間。
重慶弗迪電池研究院有限公司副總經(jīng)理孫華軍認(rèn)為，全固態(tài)電池在一些領(lǐng)域還沒有真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、變成商品化的產(chǎn)品，比如拓展應(yīng)用到車上面，到2027年或者2030年可能會達(dá)到一定程度小規(guī)模的、小批量的產(chǎn)業(yè)化。
作為下一代動力電池的重要技術(shù)路線，全固態(tài)電池正面臨一系列技術(shù)和工程瓶頸。
“全固態(tài)電池發(fā)展前景廣闊，但是還有許多問題沒有完全解決。”中國工程院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員陳立泉指出，為了提升全固態(tài)電池能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命，不僅要關(guān)注全固態(tài)鋰電池的基礎(chǔ)科學(xué)問題，如新型電解質(zhì)材料、界面改性和電池失效機(jī)制，也要重視全固態(tài)電池的關(guān)鍵技術(shù)問題，如電解質(zhì)的批量生產(chǎn)制備技術(shù)、全固態(tài)電池一體化制備技術(shù)等。
歐陽明高也認(rèn)為全固態(tài)電池目前面臨的挑戰(zhàn)是巨大的。他表示，我國全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍然面臨一系列的科學(xué)難題，需要從關(guān)鍵材料、界面、復(fù)合電極、單體電池等不同層面進(jìn)行解決。此外，全固態(tài)電池的研發(fā)目前認(rèn)知還需統(tǒng)一、聚集力量、協(xié)調(diào)產(chǎn)學(xué)研，需要聯(lián)合起來建立協(xié)同創(chuàng)新平臺，共同突破全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。
郭守剛建議，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需依靠產(chǎn)學(xué)研各方、上下游企業(yè)通力合作，以創(chuàng)新聯(lián)合體、創(chuàng)新聯(lián)盟等形式研究突破：一是要一體化布局基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，解決關(guān)鍵材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、界面接觸失效等關(guān)鍵技術(shù)卡點(diǎn)，為全固態(tài)電池發(fā)展掃清技術(shù)障礙。二是要補(bǔ)齊支撐技術(shù)和共性平臺發(fā)展的短板，持續(xù)提升關(guān)鍵材料、成套生產(chǎn)設(shè)備工藝、標(biāo)準(zhǔn)測試體系等基礎(chǔ)支撐能力，不斷夯實(shí)全固態(tài)電池發(fā)展的基礎(chǔ)。三是要持續(xù)優(yōu)化應(yīng)用環(huán)境，強(qiáng)化整車、電池企業(yè)創(chuàng)新主體地位和成果產(chǎn)出的引領(lǐng)作用，持續(xù)構(gòu)建和諧共生的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
“十多年來，我國在新能源汽車領(lǐng)域一直處于全球領(lǐng)先地位，其中一個(gè)重要的原因是我國儲能電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的優(yōu)勢。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰在會上表示，固態(tài)電池的突破帶有很強(qiáng)的顛覆性，我國能否順利闖過固態(tài)電池技術(shù)和量產(chǎn)的關(guān)口是確保我國實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國、保持全球領(lǐng)先地位的關(guān)鍵一戰(zhàn)。因此，客觀認(rèn)識全固態(tài)電池的特征，有針對性地加大研發(fā)投入，是非常必要的。
在會議現(xiàn)場，多位專家認(rèn)為，全固態(tài)電池是動力電池重要的發(fā)展方向之一。
動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
“我國新能源汽車已經(jīng)進(jìn)入了全面市場化拓展的新階段。”全國政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會副主任苗圩預(yù)計(jì)，原來制定的到2035年滲透率達(dá)到50%左右的目標(biāo)有可能會提前10年實(shí)現(xiàn)，也就是到2025年或者2026年，新能源汽車在新車銷量當(dāng)中將達(dá)到一半以上。
受新能源汽車快速增長拉動，我國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。
1月11日，中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟公布數(shù)據(jù)顯示，2023年1-12月，我國動力電池累計(jì)裝車量387.7GWh，累計(jì)同比增長31.6%。
中國城市報(bào)記者注意到，2023年1—12月，國內(nèi)動力電池企業(yè)裝車量前五名分別為寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航、億緯鋰能和國軒高科。
動力電池產(chǎn)業(yè)在規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平也迅速提升。工信部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛指出，我國三元電池和磷酸鐵鋰電池能量密度分別達(dá)到300Wh/kg和190Wh/kg以上，在性能、成本、安全性等方面均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。無模組電池包、電磁底盤一體化等新型成組技術(shù)不斷涌現(xiàn)，低溫環(huán)境自加熱、熱擴(kuò)散安全管理等創(chuàng)新技術(shù)也加速突破應(yīng)用。
“此外，動力電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)持續(xù)完善。我國建成了涵蓋基礎(chǔ)材料、電芯單體、電池系統(tǒng)、制造裝備等在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈體系，退役動力電池回收、梯次利用、材料再生等技術(shù)生態(tài)逐步完善。截止到去年11月，累計(jì)建設(shè)動力電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)1萬多個(gè)。”郭守剛說。
全固態(tài)電池成行業(yè)“新寵”
目前，中國在液態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得輝煌成就，近十年來動力電池能量密度提升3倍，成本下降80%以上，產(chǎn)量占全球份額近70%。
值得關(guān)注的是，電池行業(yè)目前面臨產(chǎn)能過剩、行業(yè)內(nèi)卷兩大挑戰(zhàn)。中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高指出，一是電池成本不斷下降，技術(shù)門檻較低，很多企業(yè)涌入；二是產(chǎn)品沒有完全滿足電動汽車客戶的需求，比如350千瓦以上的超級快充如何在全壽命周期內(nèi)不析鋰、不影響壽命、不發(fā)生安全事故。
為什么要研發(fā)全固態(tài)電池？“相較于液態(tài)鋰離子電池，全固態(tài)電池具有更高的安全性、較強(qiáng)的循環(huán)壽命和更高的能量密度。”郭守剛表示，隨著消費(fèi)者對新能源汽車安全性能、續(xù)駛里程、使用條件等需求的持續(xù)增強(qiáng)，以全固態(tài)電池為代表的新一代動力電池成為全球動力電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要方向。
歐陽明高也持相似觀點(diǎn)。他認(rèn)為，全固態(tài)電池是公認(rèn)的下一代電池的首選方案之一，也是下一代電池技術(shù)競爭的關(guān)鍵制高點(diǎn)。
在歐陽明高看來，我國需要跨越創(chuàng)新周期，迎接國際新一輪電池技術(shù)競爭。在全球范圍內(nèi)，現(xiàn)階段固態(tài)電池主要以全固態(tài)電池為主導(dǎo)，其中硫化物電解質(zhì)占據(jù)主導(dǎo)地位。我國固態(tài)電池技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，以固液混合為主要特點(diǎn)。半固態(tài)電池的特點(diǎn)是固液混合的電化學(xué)原理與液態(tài)鋰離子電池相同，不屬于顛覆性技術(shù)，是提升安全性的技術(shù)之一。半固態(tài)電池正在試裝車，但是良品率、電池成本、充電倍率、循環(huán)壽命等問題還需要解決。
與此同時(shí)，新能源車企競相布局全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，打響“競速賽”。
記者了解到，在2023年8月30日，上汽集團(tuán)宣布與清陶（昆山）能源發(fā)展股份有限公司聯(lián)合成立合資企業(yè)，致力于開發(fā)新一代固態(tài)電池產(chǎn)品。上汽集團(tuán)與清陶能源協(xié)同實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)落地，計(jì)劃在2026年完成全固態(tài)電池樣車裝車測試。”清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司總經(jīng)理、高級工程師李崢在論壇上表示，全固態(tài)電池要規(guī)?；慨a(chǎn)，關(guān)鍵要看整車，整車企業(yè)的主動性和帶動效應(yīng)一定會帶動整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。未來希望固態(tài)電池成本能比現(xiàn)在的電池下降40%—50%，助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
不僅是上汽集團(tuán)公布固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，2023年11月17日舉行的廣汽集團(tuán)新聞發(fā)布會上，廣汽埃安相關(guān)負(fù)責(zé)人稱將于2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載，昊鉑車型將率先采用。
苗圩認(rèn)為，中國主要的動力電池企業(yè)都在進(jìn)行固態(tài)電池的研發(fā)，需要綜合考慮技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)可行性的平衡問題，就像磷酸鐵鋰電池雖然能量密度不如三元電池，但是這幾年我國在電池工藝技術(shù)和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了一系列改進(jìn)，磷酸鐵鋰電池占有率在逐年提升，現(xiàn)在已經(jīng)遠(yuǎn)超過三元電池的裝車量。
加強(qiáng)全固態(tài)電池科研成果轉(zhuǎn)化
不過，全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化仍需一定時(shí)間。
重慶弗迪電池研究院有限公司副總經(jīng)理孫華軍認(rèn)為，全固態(tài)電池在一些領(lǐng)域還沒有真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、變成商品化的產(chǎn)品，比如拓展應(yīng)用到車上面，到2027年或者2030年可能會達(dá)到一定程度小規(guī)模的、小批量的產(chǎn)業(yè)化。
作為下一代動力電池的重要技術(shù)路線，全固態(tài)電池正面臨一系列技術(shù)和工程瓶頸。
“全固態(tài)電池發(fā)展前景廣闊，但是還有許多問題沒有完全解決。”中國工程院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員陳立泉指出，為了提升全固態(tài)電池能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命，不僅要關(guān)注全固態(tài)鋰電池的基礎(chǔ)科學(xué)問題，如新型電解質(zhì)材料、界面改性和電池失效機(jī)制，也要重視全固態(tài)電池的關(guān)鍵技術(shù)問題，如電解質(zhì)的批量生產(chǎn)制備技術(shù)、全固態(tài)電池一體化制備技術(shù)等。
歐陽明高也認(rèn)為全固態(tài)電池目前面臨的挑戰(zhàn)是巨大的。他表示，我國全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍然面臨一系列的科學(xué)難題，需要從關(guān)鍵材料、界面、復(fù)合電極、單體電池等不同層面進(jìn)行解決。此外，全固態(tài)電池的研發(fā)目前認(rèn)知還需統(tǒng)一、聚集力量、協(xié)調(diào)產(chǎn)學(xué)研，需要聯(lián)合起來建立協(xié)同創(chuàng)新平臺，共同突破全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。
郭守剛建議，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需依靠產(chǎn)學(xué)研各方、上下游企業(yè)通力合作，以創(chuàng)新聯(lián)合體、創(chuàng)新聯(lián)盟等形式研究突破：一是要一體化布局基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，解決關(guān)鍵材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、界面接觸失效等關(guān)鍵技術(shù)卡點(diǎn)，為全固態(tài)電池發(fā)展掃清技術(shù)障礙。二是要補(bǔ)齊支撐技術(shù)和共性平臺發(fā)展的短板，持續(xù)提升關(guān)鍵材料、成套生產(chǎn)設(shè)備工藝、標(biāo)準(zhǔn)測試體系等基礎(chǔ)支撐能力，不斷夯實(shí)全固態(tài)電池發(fā)展的基礎(chǔ)。三是要持續(xù)優(yōu)化應(yīng)用環(huán)境，強(qiáng)化整車、電池企業(yè)創(chuàng)新主體地位和成果產(chǎn)出的引領(lǐng)作用，持續(xù)構(gòu)建和諧共生的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
