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从实验室到车上用,全固态电池“卡”在哪?

来源:光明网2025-11-25 18:49

  日前,2025世界动力电池大会唯一技术专题会议——全球动力电池前瞻技术专题会议在宜宾落幕。由中国全固态产学研协同创新平台、欧阳明高院士工作站联合承办的本次会议,以一场聚焦“全固态电池关键问题及产业化进展”的圆桌论坛为核心,汇聚南方科技大学先进电池乌镇研究院执行院长、创新创业学院固态电池材料及器件研究中心主任许晓雄、清华大学车辆与运载学院助理教授任东生、国轩高科首席科学家朱星宝、四川赛科动力科技有限公司董事长朱高龙、四川华宜清创新材料科技有限公司董事长杨敏等学界专家与产业领军者,在直面问题的深度研讨中,勾勒出全固态电池从技术研发迈向产业落地的清晰路径。

从实验室到车上用,全固态电池“卡”在哪?

  技术路线:多元并存中锚定“可行性优先”

  在全固态电池技术路线选择这一核心议题上,论坛嘉宾的观点充分展现了“多元并行、务实选择”的行业特征,这与当前全固态电池处于战略转型期、技术方向尚未完全固化的现实高度契合。许晓雄提出,硫化物与卤化物互配、聚合物结合硫化物或氧化物等多条路径将长期共存,最终胜出方案需兼顾性能与成本优势。这一判断直指行业核心诉求,即技术路线的选择不能仅停留在实验室性能层面,更需考量产业化可行性,而多元路径的并行探索,正为行业规避“单点押注”风险、预留技术迭代空间提供了保障。

  任东生强调复合电解质是更具现实可行性的方向,在硫化物主体电解质体系中,需通过正负极辅配其他电解质提升综合性能,这一观点进一步细化了“复合化”的技术思路,反映出行业已从“单一材料突破”转向“体系化优化”的探索阶段。

  朱星宝倡导的“半固态→全固态”渐进式路径,则更是将产业化可行性置于优先位置。通过精准调控电解液含量与固态化程度,实现安全性、循环寿命与倍率性能的平衡,其研发的安全技术还可赋能现有主流电池体系。这种“兼容式创新”不仅降低了技术迭代成本,更加速了全固态电池与现有产业基础的融合,也符合当前行业“以工程化思维推动技术突破”的发展逻辑。

  材料突破:聚焦瓶颈与分阶推进

  论坛中关于关键材料体系的讨论,集中反映了当前全固态电池产业“聚焦核心瓶颈、分阶段突破”的攻坚节奏,而企业的技术实践则为这一节奏提供了有力支撑。嘉宾们一致认为,固态电解质的高成本与稳定性是当前核心瓶颈,这一共识明确了行业短期攻坚的重点方向——只有突破固态电解质的产业化瓶颈,才能为全固态电池的成本下降与性能稳定奠定基础。

  在能量密度提升路径上,行业形成了清晰的分阶段目标:400Wh/kg以下需攻克硅碳复合负极技术,500Wh/kg以上则依赖金属锂负极突破,这一分阶思路既符合材料技术演进的客观规律,也与下游应用(如新能源汽车)对续航能力的梯度需求相匹配。而四川华宜清创的实践则为硅碳负极突破提供了鲜活案例。通过多孔纳米硅碳复合材料设计,有效抑制硅的体积膨胀,为全固态电池低压力稳定运行与装车应用扫清障碍。这一技术进展不仅验证了硅碳负极技术的可行性,更表明行业在关键材料领域的攻坚已从“理论探索”进入“工程化落地”阶段。

  产业化推进:直面工程挑战与协作诉求

  关于产业化挑战的讨论,深刻揭示了全固态电池从实验室走向生产线过程中“工程化难题”与“协作需求”的双重属性,而嘉宾们的观点也为行业协同突围指明了方向。朱星宝指出的硫化物电解质膜堆叠开裂问题——厚度增加导致成本上升与性能衰减,薄化膜体又对辊压工艺提出高要求,当前良品率亟待提升。这一细节精准点出了全固态电池产业化的“工艺痛点”,反映出材料特性与工程化工艺之间的适配难题,而这正是行业当前需要集中资源突破的“卡脖子”环节。

  朱高龙认为,2027-2030年有望成为产业化关键窗口期,但界面工程与工艺装备面临较大挑战,亟需行业开放协作与经验交流。事实上,全固态电池的产业化并非单一企业或单一领域能够独立完成,界面工程涉及基础材料稳定性与复合工艺的跨领域融合,工艺装备则需要设备厂商与电池企业的深度联动,这种“跨主体、跨领域”的协作需求,正推动行业从“单打独斗”转向“生态共建”。

  商业化前景:审慎乐观与梯度落地

  嘉宾们对商业化前景的审慎乐观判断,以及对应用场景的梯度规划,充分体现了行业 “以市场需求为导向、循序渐进推进落地”的理性思维,而这一思维也与全固态电池技术成熟度、成本水平的现实状况高度匹配。许晓雄预计最迟2028年实现电芯小批量生产与上车示范,并拓展至人形机器人、低空经济领域,同时强调短期内应聚焦高比能、高安全优势打开市场。

  任东生认为2027-2030年全固态电池有望在高端场景示范应用,率先赋能电动汽车,再逐步延伸至其他领域,这一观点符合“高端先行、以点带面”的市场拓展规律,高端场景对成本敏感度较低、对性能要求较高的特点,恰好与全固态电池初期“高性能、高成本的属性相契合,而电动汽车作为核心应用领域,其需求拉动也将为全固态电池的规模化降本提供动力。

  朱星宝提出先在医疗设备、电动机械工具等对续航功率要求较低领域落地,则进一步细化了“梯度落地”的路径——通过低要求场景的商业化实践,积累技术经验与市场反馈,再逐步向高要求场景渗透,这种“稳健推进”的策略,既降低了商业化初期的市场风险,也为技术迭代争取了时间,呼应了当前行业“以市场验证推动技术成熟”的发展逻辑。

  总体来说,全固态电池产业正以“技术多元探索、材料分阶突破、产业协同突围、市场梯度落地”的清晰路径,稳步从基础研发迈向产业化新阶段。尽管挑战仍在,但学界与产业界凝聚的共识、形成的合力,已为下一代电池技术的突破注入强劲动力,而随着关键瓶颈的持续攻克与产业生态的不断完善,全固态电池也将在重塑动力电池产业格局、推动全球新能源产业绿色低碳发展中发挥关键作用。(肖春芳)

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