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高效安全的动力电池研发及产业化是保持新能源汽车产业竞争力的核心。经过二十多年的发展，我国锂离子电池产业在全球形成较强竞争力并占据绝对优势。在新能源汽车带动下，我国动力电池产业实现快速发展，正迈入稳链提质的高质量发展阶段。全固态电池作为下一代电池技术的重要发展方向，有望突破传统液态电池的瓶颈，具备兼顾高能量密度、长循环寿命、高安全性能、宽温度范围等综合特性的潜力，正在成为全球汽车强国铆力发展的下一代电池新赛道。但全固态电池未来发展的技术路线不明确，仍面临一些关键科学问题和工程技术问题亟待解决。
11月13日，第三十一届中国汽车工程学会年会暨展览会（SAECCE 2024）期间，2024固态电池材料与技术创新论坛由中国汽车工程学会主办，并由电动汽车产业技术创新战略联盟协办。会议由中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟主持，来自清华大学、中国科学院物理研究所、中国汽车工程学会、广汽埃安新能源汽车股份有限公司、清陶（昆山）能源发展集团股份有限公司、北京卫蓝新能源科技有限公司、广州天赐高新材料股份有限公司、深圳吉阳智能科技有限公司的8位专家发表演讲，会议现场吸引了100多位观众。中国科学院物理研究所副主任工程师俞海龙做题为《固态电池相关材料技术进步》的报告。他指出，经过正极材料的迭代，目前已在开发第三代高端动力电池。在正极方面，高镍三元材料电池虽然具有较高比能量，但存在寿命和安全短板，通过控制一次颗粒纳米化，超高比容量高镍三元材料极片压制和循环过程中的二次颗粒破裂问题得以解决，材料的循环性能、倍率性能和安全性能大幅度提升。在负极方面，金属锂负极存在金属锂枝晶抑制、界面副反应抑制、电池工作压力等挑战，通过设计动态自适应界面可有效改善上述问题。应用动态自适应界面在全固态锂金属电池中，可实现全固态软包电池在20MPa下具有95%的容量稳定循环，140次容量保持率为85.7%。中国科学院物理研究所副主任工程师 俞海龙
广汽埃安新能源汽车股份有限公司电池研发部部长李进做题为《动力电池发展趋势及全固态电池技术开发进展》的报告。他指出，续航、补能、安全、价格等是影响客户购买新能源汽车的重要因素，快充和安全是未来电芯发展的主要方向，全固态电池是必然路线之一。技术路线的选择关键在于电解质材料，其中氧化物和硫化物电解质技术成熟度最高，复合电解质技术潜力巨大。基于硫化物的多元复合技术路线，重点围绕高容量正负极、高性能固态电解质材料及成膜技术、固固界面改性技术开展技术攻关，打造满足车规级要求的全固态电池产品。他公布了广汽原型固态电池的开发进展，已完成30Ah大尺寸原型电池的开发，能量密度达400Wh/kg，可支撑整车续航超1000公里，并且通过行业内最严苛的安全测试。
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广汽埃安新能源汽车股份有限公司电池研发部部长 李进清华大学车辆与运载学院副研究员卢兰光做题为《全固态电池测试评价技术研究》的报告。他指出，全固态电池不等同于绝对安全，目前仍缺乏全固态电池安全性相关的国内外标准，开展全固态电池安全性测试评价研究，可有效支撑全固态电池在复杂工况下安全性的全面评估。在硫化物全固态电池安全性测评方面，硫化物全固态电池仍存在热失效反应，并非绝对安全，相比于同体系液态电池，全固态电池具有更好的安全性。在硫化物全固态电池动力性测评方面，60℃下容量发挥率较高，在45和60℃下效果较好，高压（>100MPa）运行动力性较好。在硫化物全固态电池耐久性测评方面，低倍率（0.2C）下，全固态电池的容量衰减快，导致内阻急剧增加，造成较低的容量保持率；中倍率（1C）下，由于倍率增加导致锂离子不能完全脱出和嵌入，进而提高了全固态电池的容量保持率；大倍率10C下，放电比容量很低（DOD小），并不会对全固态电池的整体造成严重的破坏，进而展现出很高的容量保持率。清华大学车辆与运载学院副研究员 卢兰光
清陶（昆山）能源发展集团股份有限公司常务副总、研究院院长何泓材做题为《固态动力电池产业化路径与实践》的报告。他指出，全固态电池产业化的技术核心和壁垒是核心材料及其成型工艺的创新开发，全固态电池产业需要以全固态电池专用材料产业为支撑。有机无机复合固态电解质可以实现对导电率、电化学窗口、力学性能的有效调控。无机-聚合物复合电解质将兼具加工兼容性好、离子电导率高的优点，是实现量产的有效途径。全固态电池新工艺方面，需要开展电极材料包覆改性、固态电解质复合电极制备、固态电解质膜、干法致密成型技术的研究。清陶能源的全固态电池产业化路线选择高电压锰基正极+有机无机复合固态电解质+含锂复合负极，可实现500Wh/kg比能量发挥，预计电芯2026年量产，整车搭载2027年。![]()
清陶（昆山）能源发展集团股份有限公司常务副总、研究院院长 何泓材
深圳吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤做题为《固态电池整线解决方案》的报告。他指出，电池产业被颠覆的风险有两个，一个是全固态电池产业化，一个是液态电池的制造质量。固态电池界面制造总体思路包括电池结构选型，界面匹配、制造，制造界面组装控制。全固态电池中锂离子能够跨越的最大距离为0.21nm，这就要求全固态电池需要实现原子、分子级界面有效接触。全固态电池规模制造的两种技术路线分别是原位固态化法和界面生长法。解决全固态电池充放电中材料膨胀带来的退化问题，构造足够韧性的原子、分子级接触界面是根本，从材料设计、电池结构设计、制造方法保证。![]()
深圳吉阳智能科技有限公司董事长 阳如坤
中国汽车工程学会汽车电动化研究中心研究员孙旭东做题为《全球固态电池竟争态势分析和技术路线图介绍》的报告。他指出，在全球新能源汽车产业的带动下，动力电池产业迈入稳链提质发展阶段，同时在低空经济促进下，高比能高安全的全固态电池成为必然路线。国际上加速对全固态电池研发及产业化，多个企业取得进展，国内半固态电池已实现量产，预计2026年后全固态电池将逐渐应用。未来最可能产业化的固态电解质路线有两条，一条是硫化物电解质，一条是聚合物复合电解质。在路线图3.0阶段成果中，2030年比能量目标是400Wh/kg，2035年比能量目标是500Wh/kg，2040年比能量目标是600-700Wh/kg。中国汽车工程学会汽车电动化研究中心研究员 孙旭东
北京卫蓝新能源科技有限公司研究院副院长滕勇强做题为《面向应用的固态电池开发及产业化进展》的报告。他指出，氧化物固态电解质最稳定，但面临大面积电解质片易碎、接口接触不良、对锂的界面稳定性差、难以批量生产等挑战，可通过界面修饰或复合电解质手段改善。混合固液电解质兼容现有工艺和现有设备，可弥补单一电解质短板，目前已实现混合固液电池量产。卫蓝六大核心技术包括原位固态化、固态电解质掺混、固态电解质包覆正极、固态电解质涂层隔膜、超薄金属锂制备、高精度负极预锂化。![]()
北京卫蓝新能源科技有限公司研究院副院长 滕勇强
广州天赐高新材料股份有限公司研发部长范伟贞做题为《高能量密度电池用固态电解质的开发》的报告。她指出，半固态电池率先应用，全固态电池预计从2027年开始渗透市场。高性能凝胶电解质具有可加工性好、轻量化、与电极结构接触良好等特性，可用于固态电池。硫化物固态电解质面临稳定性、成本等挑战，天赐通过电解质盐技术，实现硫化锂低成本规模化制备，同时通过液相法高纯除杂精制；通过液相实现高空气稳定性、高离子电导率硫化物固态电解质低成本制备。天赐目标是固态电池材料多尺度开发，提供不同体系下固态电池关键材料及适配解决方案，在2027年建成硫化物固态电解质千吨级产线。![]()
广州天赐高新材料股份有限公司研发部长 范伟贞
会议最后，肖成伟做总结。他指出，目前全固态电池量产和上车还有不少挑战需要解决，需要科研院所、车企、电池企业、测试机构、行业组织等协同合作，一同加速全固态电池的产业化进程。
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