在9月14日“綠色化新方案專題論壇二：固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化與下一代電池技術(shù)布局”中，中汽新能電池科技有限公司黨委委員、副總經(jīng)理、首席技術(shù)官于長虹發(fā)表題為“全固態(tài)電池發(fā)展趨勢及中汽新能開發(fā)實踐”的演講。

中汽新能電池科技有限公司黨委委員、副總經(jīng)理、首席技術(shù)官于長虹

以下為演講實錄：

謝謝徐秘書長的介紹。很高興今天與大家分享全固態(tài)電池的發(fā)展趨勢，以及中汽新能在該領(lǐng)域的研究與實踐。

我將從以下四個方面進行介紹和匯報，并與各位共同探討全固態(tài)電池領(lǐng)域的發(fā)展。

全固態(tài)電池的開發(fā)，既是踐行國家戰(zhàn)略，又是滿足客戶需求的必由之路，也可視為技術(shù)發(fā)展的一個重要方向——盡管并非終極路徑，因技術(shù)創(chuàng)新仍在持續(xù)演進。全固態(tài)電池的技術(shù)特點大家已較為熟悉：采用固態(tài)電解質(zhì)替代現(xiàn)有有機電解液，從根本上消除電芯燃爆風險，具備高比能和高安全性。

在全球范圍內(nèi)，全固態(tài)電池的發(fā)展也受到廣泛重視，各個國家和領(lǐng)域都在大力推進多條技術(shù)路線的研發(fā)。在經(jīng)歷兩年行業(yè)前期推廣之后，各個企業(yè)企業(yè)紛紛加大技術(shù)布局，多技術(shù)路線并行推進。預計2025年至2027年將實現(xiàn)小批量示范應(yīng)用，到2030年左右有望實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

全固態(tài)電池的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：20年前主要集中于模具電池的前瞻開發(fā)，當前階段聚焦于10Ah至60Ah的小軟包電池研發(fā)與應(yīng)用。而從今年下半年起，整體研發(fā)方向?qū)⒊筌洶姵剡~進。

固態(tài)電池的技術(shù)路線各有優(yōu)勢，目前全球和國內(nèi)都在積極跟進和進一步聚焦，涵蓋了聚合物、氧化物和硫化物等多種開發(fā)方向。國內(nèi)多數(shù)廠家也在推進硫化物的技術(shù)路線，硫化物路線在離子傳導加固性方面優(yōu)勢明顯，國內(nèi)外企業(yè)正集中力量攻關(guān)該路線，目前主要圍繞三代技術(shù)進行突破和推進。

第一代采用石墨+低硅負極的硫化物體系，可實現(xiàn)300Wh/kg的能量密度，循環(huán)壽命預計在2000次左右。該階段重點突破硫化物復合電解質(zhì)技術(shù)，致力于實現(xiàn)長壽命和大倍率應(yīng)用。

第二代全固態(tài)電池預計在2027年至2030年間持續(xù)推進，主要應(yīng)用高硅負極的硫化物全固態(tài)電池，能量密度預計達到400Wh/kg和600Wh/L，循環(huán)壽命將突破1500次。該代重點解決低膨脹、長循環(huán)的開發(fā)，將高鎳三元復合正極與硫化物復合電解質(zhì)面向高端乘用車應(yīng)用。

第三代預計在2030年至2035年間推出，鋰負極硫化物的全固態(tài)電池將會面市，能量密度將突破500Wh/kg，循環(huán)壽命預計超過1000次。

在應(yīng)用場景方面，固態(tài)電池憑借其容量和能量密度特點，更適用于人工智能和動力領(lǐng)域。而對大容量、長壽命需求較高的儲能和商用車領(lǐng)域，適配性相對較低。

面向乘用車的要求主要包括高比能、長壽命和高安全性。全固態(tài)電池需在三元正極、富鋰錳基、負極及電解質(zhì)等多方面布局各類技術(shù)，以滿足乘用車的高標準要求。中汽新能在全固態(tài)電池體系的技術(shù)路線規(guī)劃上，致力于從單一到多元的電解質(zhì)復配技術(shù)發(fā)展，目標純電續(xù)航達到1500公里，使用壽命滿足30年或百萬公里要求，在安全方面實現(xiàn)無熱失控、無熱蔓延。

在2026年我們將應(yīng)用高鎳、加硅、加硫和鹵化物電解質(zhì)的體系，達到400Wh/kg的能量密度水平；2027年將采用高鎳加硅加硫化物、鹵化物甚至氧化物的電解質(zhì)體系，目標能量密度超過400Wh/kg，預計在420Wh/kg的規(guī)模上應(yīng)用；到2030年左右，將主要開發(fā)富鋰錳加金屬鋰或無負極的技術(shù)體系。目前規(guī)劃如此，但隨著技術(shù)進步和創(chuàng)新，技術(shù)路線還將持續(xù)迭代更新。

在電芯體系設(shè)計方面，負極從石墨向無鋰化方向發(fā)展，正極從高鎳向富鋰錳方向發(fā)展，電解質(zhì)從硫化物向多元電解質(zhì)復配方向發(fā)展。電解質(zhì)膜也將從厚向薄乃至超薄發(fā)展，以滿足乘用車對更高能量密度、更快充電速率和更安全體驗的需求。

制造工藝需適配電解質(zhì)體系的本征特性，構(gòu)建極致的環(huán)境控制和極限的工藝要求推進，整體露點水平要求低于-55°C。

第一項難點在于電極工藝路線的選擇。無論是濕法工藝還是干法工藝，各國都有不同應(yīng)用。需從電解質(zhì)特性出發(fā)選擇適配工藝方案：硫化物體系更適配濕法工藝，以解決電解質(zhì)與溶劑、粘結(jié)劑的副反應(yīng)問題，實現(xiàn)極片的平、穩(wěn)、韌；鹵化物體系則更適配干法電極工藝，實現(xiàn)各組份在電解質(zhì)中的均勻分散。

第二項難點是精細化、精益化的電極工藝管控。說起來簡單，但實施極為艱難，涉及力學性能、機械性能及電化學性能等多方面推進，需通過極致的工藝環(huán)境和過程控制來實現(xiàn)固態(tài)電池的開發(fā)。固態(tài)電解質(zhì)對濕度非常敏感，因此要求極致的工藝環(huán)境，精細管控現(xiàn)場環(huán)境及設(shè)備，減少電極極化，同步提升固態(tài)電解質(zhì)的各項性能。

第三項工藝難點是卷對卷連續(xù)性轉(zhuǎn)印。創(chuàng)新提出并應(yīng)用極片流變力學控制工藝，實現(xiàn)電解質(zhì)膜連續(xù)、均勻、完整的轉(zhuǎn)移。目前電解質(zhì)膜無掉料、無成粒問題，已可實現(xiàn)550米以上復合極片的穩(wěn)定性生產(chǎn)，相比單片轉(zhuǎn)印技術(shù)效率更高。

7月14日，中汽新能在更名遷址后發(fā)布了全固態(tài)“金旸電池”，為100Ah軟包電池。截至目前，首款電芯已準備下線，能量密度達450Wh/kg，計劃于2026年在大股東中國一汽的同級車型上進行示范應(yīng)用。展望未來，中汽新能將圍繞乘用車和低空經(jīng)濟領(lǐng)域，助力打造全固態(tài)電池示范應(yīng)用標桿，實現(xiàn)乘用車的長續(xù)航與安全無憂，并在低空經(jīng)濟領(lǐng)域率先應(yīng)用。在半固態(tài)電池領(lǐng)域，我們已實現(xiàn)2噸級eVTOL首飛，近期正與多家低空領(lǐng)域企業(yè)持續(xù)推進半固態(tài)和全固態(tài)電池的示范應(yīng)用。

圍繞全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈，我們正提前布局固液共用和全固態(tài)電池專用產(chǎn)業(yè)鏈，積極與行業(yè)企業(yè)交流，共同推進下一代國家全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，持續(xù)引領(lǐng)中國新能源技術(shù)發(fā)展趨勢。

在此，我們倡議與各企業(yè)共同探討：是否應(yīng)盡早建立標準化的電池型號與規(guī)范，以減少低效重復競爭，推動下一代電池在標準共建、技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)方面的合作。