中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：被稱(chēng)為“六邊形戰(zhàn)士”的固態(tài)電池正在迎來(lái)關(guān)鍵發(fā)展節(jié)點(diǎn)。2月15日～16日召開(kāi)的第二屆中國(guó)全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，多家企業(yè)公布了技術(shù)成果和量產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。有關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線(xiàn)也引起廣泛討論，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高的演講內(nèi)容顯示，在多條技術(shù)路線(xiàn)中，硫化物路線(xiàn)的擁躉最多。而AI技術(shù)在固態(tài)電池的研發(fā)中也被寄予了厚望。
量產(chǎn)節(jié)奏加快
固態(tài)電池正在加速發(fā)展，不少車(chē)企都提出了量產(chǎn)時(shí)間表。論壇期間，全國(guó)政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任，工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)苗圩表示，從國(guó)外來(lái)看，日本豐田預(yù)計(jì)在2027年到2028年進(jìn)入固態(tài)電池實(shí)用化階段，2030年以后大規(guī)模生產(chǎn)。韓國(guó)三星預(yù)計(jì)在2027年開(kāi)始量產(chǎn)。從國(guó)內(nèi)的情況來(lái)看，上汽、廣汽、奇瑞、比亞迪等車(chē)企紛紛宣布其固態(tài)電池量產(chǎn)的時(shí)間表，寧德時(shí)代主攻硫化物路線(xiàn)，正開(kāi)展20Ah樣件的試制，預(yù)計(jì)在2027年小批量生產(chǎn)。總體來(lái)看，全固態(tài)電池還需要兩到三年才可以量產(chǎn)。
中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司首席科學(xué)家兼研發(fā)總院（科技創(chuàng)新管理部）高端汽車(chē)集成與控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王德平同樣指出，全固態(tài)電池經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，取得了良好的成績(jī)，預(yù)計(jì)能量密度達(dá)到400Wh/kg的全固態(tài)電池在未來(lái)兩到三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)小批量裝車(chē)。
“目前，應(yīng)該說(shuō)整個(gè)固態(tài)電池正處于逐步從實(shí)驗(yàn)室邁向規(guī)?；瘧?yīng)用的前期。預(yù)計(jì)在2030年左右，應(yīng)該會(huì)有比較穩(wěn)定的商業(yè)化應(yīng)用?！鄙钲谑斜葋喌箱囯姵赜邢薰臼紫夹g(shù)官孫華軍說(shuō)。
歐陽(yáng)明高也強(qiáng)調(diào)，從現(xiàn)在起到2027年是固態(tài)電池發(fā)展極為關(guān)鍵的時(shí)期，全球多國(guó)公布的量產(chǎn)時(shí)間均集中于這個(gè)時(shí)期。
不過(guò)，苗圩也強(qiáng)調(diào)，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍需解決技術(shù)、工藝和成本的問(wèn)題。他指出，從目前全球固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)展的情況來(lái)看，固態(tài)電池技術(shù)工藝還沒(méi)有成熟，2027年前后才能實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，距離大規(guī)模的量產(chǎn)還需要更長(zhǎng)的時(shí)間。除此外，成本也是固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)的關(guān)鍵因素。當(dāng)前，液態(tài)鋰離子電池單體成本大體是0.5元／Wh左右。而固態(tài)電池在沒(méi)有大規(guī)模量產(chǎn)的前提下，成本相對(duì)較高，僅材料成本就在2元／Wh以上。一個(gè)100度的電池包僅材料成本就超過(guò)20萬(wàn)元，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的液態(tài)電池。因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，液態(tài)電池和固態(tài)電池在市場(chǎng)上很可能是并存關(guān)系，而非取代關(guān)系。
多技術(shù)路線(xiàn)并進(jìn) 硫化物成主流
論壇期間，關(guān)于固態(tài)電池的技術(shù)路線(xiàn)業(yè)內(nèi)也進(jìn)行了討論。中國(guó)工程院外籍院士孫學(xué)良對(duì)各種技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行了分析，他提到，聚合物固態(tài)電池有良好的界面接觸和高柔韌性，這使得其制造過(guò)程相對(duì)靈活，并且有可能與現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池生產(chǎn)工藝相兼容。聚合物固態(tài)電池對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，在高溫和低溫環(huán)境下的性能穩(wěn)定，且能量密度比較高。不過(guò)，聚合物固態(tài)電池的缺點(diǎn)也很明顯，其離子電導(dǎo)率相對(duì)較低，通常需要在較高溫度下才能達(dá)到理想的電導(dǎo)率，這限制了其在高電壓和高能量密度電池中的應(yīng)用。
針對(duì)聚合物電解質(zhì)存在的問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了復(fù)合聚合物電解質(zhì)，把無(wú)機(jī)電解質(zhì)與聚合電解質(zhì)結(jié)合起來(lái)，解決了原有的問(wèn)題，但也帶來(lái)了新的問(wèn)題，即界面穩(wěn)定性和相容性都比較差。
除了聚合物電池外，業(yè)內(nèi)也在研究鹵化物、氧化物固態(tài)電池等。在幾種技術(shù)路線(xiàn)中，硫化物固態(tài)電池受到更多企業(yè)和機(jī)構(gòu)的關(guān)注。歐陽(yáng)明高認(rèn)為：“全固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)材料，作為鋰電池的升級(jí)版本，被視為下一代能源存儲(chǔ)技術(shù)的代表。2025年至2027年，石墨／低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池將成為主要技術(shù)路線(xiàn)。”
“全固態(tài)電池到了關(guān)鍵發(fā)展時(shí)期，需要確立技術(shù)路線(xiàn)，這關(guān)系到我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展?！睔W陽(yáng)明高說(shuō)。
從全球范圍來(lái)看，全固態(tài)電池逐漸聚焦到硫化物技術(shù)路線(xiàn)上，并且投入持續(xù)增加。歐陽(yáng)明高展示了全球主要企業(yè)和機(jī)構(gòu)的技術(shù)路線(xiàn)情況，從展示中可以看出，全球32家企業(yè)和機(jī)構(gòu)聚焦硫化物技術(shù)路線(xiàn)，不超過(guò)10家研發(fā)氧化物固態(tài)電池，7家研發(fā)聚合物固態(tài)電池。有些企業(yè)重點(diǎn)聚焦硫化物路線(xiàn)，但沒(méi)有放棄氧化物和聚合物路線(xiàn)。在硫化物技術(shù)路線(xiàn)上，豐田合作企業(yè)出光興產(chǎn)已經(jīng)開(kāi)始設(shè)計(jì)年產(chǎn)百?lài)嵓?jí)硫化物固態(tài)電解質(zhì)大規(guī)模中試裝置，2027～2028年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，2030年達(dá)萬(wàn)噸規(guī)模。國(guó)內(nèi)企業(yè)賽科動(dòng)力、中恩固能、瑞逍科技等也在發(fā)力，2025年將建設(shè)年產(chǎn)百?lài)嵓?jí)制備及整形中試線(xiàn)，預(yù)計(jì)2025年建成硫化物固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)基地并達(dá)到百?lài)嵓?jí)生產(chǎn)能力，2028年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)6000噸的目標(biāo)，建成高純度硫化物中試百?lài)嵓?jí)產(chǎn)線(xiàn)。
對(duì)于硫化物固態(tài)電池的發(fā)展進(jìn)度，歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)，2025～2027年，石墨／低硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池以200～300Wh/kg為目標(biāo)，攻克硫化物固態(tài)電解質(zhì)，打通全固態(tài)電池技術(shù)鏈，三元正極和石墨／低硅負(fù)極基本不變，向長(zhǎng)壽命大倍率方向發(fā)展；2027～2030年，高硅負(fù)極硫化物全固態(tài)電池以400Wh/kg和800Wh/kg為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)高容量硅碳負(fù)極，三元正極和硫化物固態(tài)電解質(zhì)仍為主流材料體系，面向下一代乘用車(chē)電池；2030～2035年，鋰負(fù)極硫化物全固態(tài)電池以500Wh/kg和1000Wh/kg為目標(biāo)，重點(diǎn)攻關(guān)鋰負(fù)極，逐步向復(fù)合電解質(zhì)（主體電解質(zhì)＋補(bǔ)充電解質(zhì)）、高電壓高比容量正極發(fā)展（高鎳、富鋰、硫等）。
AI助力固態(tài)電池研發(fā)
AI正在“入侵”汽車(chē)全產(chǎn)業(yè)鏈?！拔覀円朴谶\(yùn)用AI強(qiáng)大的計(jì)算、推理能力助力固態(tài)電池研發(fā)?！睔W陽(yáng)明高說(shuō)，DeepSeek火遍全球，它在電池知識(shí)問(wèn)答和電池文本挖掘任務(wù)上均表現(xiàn)優(yōu)異，在電池設(shè)計(jì)任務(wù)上具備初步的總結(jié)能力，但尚欠缺科學(xué)分析能力，仍需要垂直領(lǐng)域大模型解決。
人工智能將在固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展中扮演重要角色。歐陽(yáng)明高指出，傳統(tǒng)的研究方法是試錯(cuò)法，大量的科技人員在實(shí)驗(yàn)室中埋頭苦干，一個(gè)一個(gè)樣本進(jìn)行試驗(yàn)，剔除錯(cuò)誤，尋找正確答案。后來(lái)，仿真技術(shù)出現(xiàn)，試錯(cuò)的次數(shù)不斷降低。進(jìn)入AI時(shí)代，科研方法正在從仿真方法逐步過(guò)渡為智能化全自動(dòng)研發(fā)新模式，通過(guò)智能化方法實(shí)現(xiàn)電池設(shè)計(jì)全流程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)多變量高維空間快速尋優(yōu)，加速設(shè)計(jì)迭代。歐陽(yáng)明高表示，電池設(shè)計(jì)正從第二代的仿真驅(qū)動(dòng)向第三代基于A(yíng)I的電池智能設(shè)計(jì)（BDA）技術(shù)方向發(fā)展，電池智能設(shè)計(jì)技術(shù)可將電池研發(fā)效率提升1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，節(jié)省研發(fā)費(fèi)用70％～80％。
據(jù)介紹，隨著計(jì)算能力和材料科學(xué)的進(jìn)步，AI可以將電池材料的特性與性能進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和分析，從而加速電池的研發(fā)進(jìn)程，這對(duì)于解決電解質(zhì)、復(fù)合負(fù)極和復(fù)合正極等當(dāng)前技術(shù)難題至關(guān)重要。不僅如此，隨著智能化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，固態(tài)電池的生產(chǎn)流程將變得更加高效和環(huán)保，最終實(shí)現(xiàn)更低的生產(chǎn)成本，這無(wú)疑將促進(jìn)固態(tài)電池的快速普及。
據(jù)了解，中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)將構(gòu)建基于人工智能的能源材料研發(fā)平臺(tái)，一是基于大語(yǔ)言模型建立智能化的大型材料數(shù)據(jù)庫(kù)；二是基于材料文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與大語(yǔ)言模型開(kāi)發(fā)能源材料垂直領(lǐng)域大語(yǔ)言模型；三是垂直領(lǐng)域大語(yǔ)言模型接入專(zhuān)家智能體，獲得專(zhuān)業(yè)計(jì)算能力。
為了實(shí)現(xiàn)AI的電池智能設(shè)計(jì)，中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)制定了時(shí)間表，2025年1月實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)測(cè)數(shù)據(jù)積累及交互，2025年12月發(fā)布智能研發(fā)平臺(tái)，戰(zhàn)略目標(biāo)是上線(xiàn)全固態(tài)電池智能研發(fā)平臺(tái)。
