11月10日-12日，由中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)和武漢市人民政府共同主辦的“2023中國汽車供應(yīng)鏈大會(huì)暨第二屆中國新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)大會(huì)”在武漢經(jīng)開區(qū)舉辦。本屆供應(yīng)鏈大會(huì)以“踔厲奮發(fā)，攻堅(jiān)克難——打造安全、韌性、綠色汽車供應(yīng)鏈”為主題，設(shè)置了“1場(chǎng)戰(zhàn)略峰會(huì)、1場(chǎng)大會(huì)論壇、9場(chǎng)主題論壇”共11場(chǎng)會(huì)議，圍繞供應(yīng)鏈安全與布局、新型汽車供應(yīng)鏈打造、傳統(tǒng)供應(yīng)鏈升級(jí)、全球化發(fā)展等熱點(diǎn)話題進(jìn)行深入交流與探討，尋找構(gòu)建世界一流汽車供應(yīng)鏈的對(duì)策、方法和路徑。其中，在11月11日下午舉辦的“主題論壇一:動(dòng)力電池——前瞻突破，引領(lǐng)發(fā)展”上，國聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院有限責(zé)任公司副總經(jīng)理王建濤發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言實(shí)錄:

尊敬的各位來賓，特別有幸在這里做硫化物基全固態(tài)電池的介紹。

剛拿到這個(gè)題目的時(shí)候看到主體是前瞻突破，技術(shù)引領(lǐng)，我一直在想咱們的動(dòng)力電池前瞻突破突破在哪，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈這一塊前面幾位嘉賓講的特別好?，F(xiàn)在我們國家在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)方面做得非常好，剛才趙總也講了多個(gè)方面都是第一，除了ESG，在固態(tài)電池這一塊尤其是全固態(tài)這一塊，我們離國外還存在一點(diǎn)差距。今年有幾個(gè)全固態(tài)電池的新聞報(bào)道，尤其是豐田這一塊，連續(xù)兩次發(fā)了全固態(tài)電池在27年裝車。這里原引新聞的評(píng)述，認(rèn)為這是爆炸性的消息，如果真的實(shí)現(xiàn)充電十分鐘1200公里，將改寫全球電動(dòng)汽車行業(yè)老大的龍頭地位，這是不是真的？很多人問，大家對(duì)這個(gè)看法不一樣，有的認(rèn)為豐田確實(shí)扎扎實(shí)實(shí)往前走，有的認(rèn)為豐田這兩年有些消息的推出，都是基于他公司的戰(zhàn)略或者配合公司發(fā)展。

我們也梳理了一下豐田這些年對(duì)于固態(tài)電池一系列的新聞，是不是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)來了。豐田做固態(tài)電池做得很早，同時(shí)在2008年正式成立新電池研發(fā)部，就是做這個(gè)全固態(tài)電池，從2002年到2022年一直不斷的推出，東京有電池展，他基本上每次都會(huì)展示在全固態(tài)電池方面原型技術(shù)、產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用情況。從2012年開始在平衡車上用，到2017年開始展示概念車，2020年展出裝載全固態(tài)電池的電動(dòng)車，這個(gè)車2020年6月份展出之后，8月份開始做路跑，跑了三年。今年我們?nèi)ヘS田交流的時(shí)候，他們內(nèi)部透漏通過幾年的路跑拿到了不少評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)。之后豐田陸續(xù)發(fā)表一系列消息，他要做全固態(tài)電池規(guī)模化裝車，2020年的車是用HEV，后來發(fā)布消息是做BEV。他家在全固態(tài)電池方面戰(zhàn)略發(fā)生一些變化。但是從梳理來看他是實(shí)實(shí)在在做這塊，至于目前是不是達(dá)到批量化裝車需求，這個(gè)目前還不清楚，但是有一點(diǎn)可以判斷，豐田的全固態(tài)電池技術(shù)是實(shí)實(shí)在在的往前走，2027年有可能有一部分車要裝上全固態(tài)電池，但是裝什么樣的全固態(tài)電池，目前行業(yè)又不一樣，日本一直走的是基于硫化物基，甚至是最新的氯氧化物，咱們國家很多企業(yè)做的都是基于氧化物固液混合態(tài)再到全固態(tài)的路線。

在這種情況下，咱們看了一下各國的政策和規(guī)劃，各地對(duì)全固態(tài)電池未來的發(fā)展都有自己的規(guī)劃，日本比較激進(jìn)，提出要在未來率先實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用，要穩(wěn)占全固態(tài)電池的市場(chǎng)，可見他們未來一定是有一個(gè)大的計(jì)劃。韓國是爭(zhēng)取提前實(shí)現(xiàn)，美國是在2021年發(fā)布鋰電藍(lán)圖，提出加快產(chǎn)業(yè)化布局，專門提出五大研發(fā)工程里面提到全固態(tài)電池材料，歐盟這一塊是計(jì)劃累計(jì)投入86億歐元，做先進(jìn)電池，前瞻電池，包括全固態(tài)電池。

咱們國家是2020年國務(wù)院辦公廳發(fā)布了新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，提出固態(tài)電池作為新能源汽車核心攻關(guān)，日本、美國這塊都做了一系列工作。我們國家從國家政策、產(chǎn)業(yè)技術(shù)、科研項(xiàng)目等方面都做了部署，同時(shí)主要的代表性企業(yè)這一塊都做了非常多的部署。在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃這塊從新能源汽車、電動(dòng)飛機(jī)等空間立體交通網(wǎng)絡(luò)都把全固態(tài)電池提到較高的位置。咱們前面專家提到的極致的高能量密度和極致的高安全是動(dòng)力電池發(fā)展的關(guān)鍵方向，這些在全固態(tài)電池里面都能夠?qū)崿F(xiàn)。技術(shù)路線這一塊，最早是在2020年6月份節(jié)能新能源汽車技術(shù)路線2.0，明確提出了全固態(tài)電池作為一個(gè)技術(shù)攻關(guān)?？萍疾宽?xiàng)目“十四五”規(guī)劃，與固態(tài)相關(guān)的專項(xiàng)有很多。現(xiàn)有代表性企業(yè)，包括整車企業(yè)，基本上主流的整車企業(yè)都進(jìn)行了布局，還就幾個(gè)以固態(tài)電池為主營(yíng)業(yè)務(wù)的，衛(wèi)藍(lán)、清陶、贛鋒，以及一些新的勢(shì)力都在做全固態(tài)電池的研發(fā)。

全固態(tài)電池這塊我們國聯(lián)是做得比較早，2012年開始在科技部863項(xiàng)目的牽引下，開展相關(guān)探索，并延續(xù)到現(xiàn)在，認(rèn)為它也非常難?？茀f(xié)也是連續(xù)兩年把它作為一個(gè)非常難的事情在說，中國科協(xié)每年都會(huì)有一個(gè)年度的工程化技術(shù)創(chuàng)新的工程技術(shù)難題十大的發(fā)布，全固態(tài)電池連續(xù)兩年都在里面，2021年是提出全固態(tài)技術(shù)攻關(guān)難，2022年提出全固態(tài)產(chǎn)業(yè)化很難。目前來看，技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化都很難，就我們而言，技術(shù)問題目前還沒有解決完，整個(gè)行業(yè)來講現(xiàn)在也基本上處于產(chǎn)業(yè)化前面技術(shù)上的攻關(guān)。

我們也梳理了一下相關(guān)難點(diǎn)。還有很多挑戰(zhàn)，包括關(guān)鍵材料、界面匹配、電極設(shè)計(jì)、工藝選擇，甚至我們?cè)谌虘B(tài)電池制備的關(guān)鍵核心裝備這塊都是沒有完全解決。另外，對(duì)于全固態(tài)電池大家非常關(guān)心的成本這塊，現(xiàn)在也是一個(gè)非常重要的問題，大家普遍認(rèn)為全固態(tài)電池在成本上一定比液態(tài)要貴，因?yàn)樗碾娊赓|(zhì)材料比液態(tài)貴，電解質(zhì)材料用量比液態(tài)多，固態(tài)電解質(zhì)材料鋰含量比電解液中鋰占比要高，這都是未來控制成本需要重點(diǎn)考慮的。還有全固態(tài)電池這塊因?yàn)闆]有液態(tài)作為界面潤(rùn)濕劑或者過渡界面，所以界面問題一直都是全固態(tài)電池比較難的問題。目前來講，大多數(shù)的研究機(jī)構(gòu)主要集中在關(guān)鍵材料的開發(fā)和界面的研究。所以從這些難題來看，未來全固態(tài)電池要在2027年實(shí)現(xiàn)規(guī)?；难b車，它需要克服的問題非常多。因?yàn)?027年要裝車，2026年電池肯定是要SOP，再往前2025年是要原型技術(shù)定型，所以留給我們的時(shí)間不多，也就是兩年，兩年到底能做點(diǎn)什么？今天就這塊來講一下。

全固態(tài)電池這么難，要不要做，這塊是肯定的，是肯定要做的。這張片子展示了國內(nèi)國外很多企業(yè)都在發(fā)布要做，只是過程中的技術(shù)細(xì)節(jié)目前是拿不到的，圖里變得企業(yè)不是全部，在座有的企業(yè)也發(fā)布了，有的沒有來得及往里面寫。從發(fā)布來看，全固態(tài)電池現(xiàn)在只是處于產(chǎn)業(yè)化的前面技術(shù)積累的階段。為什么叫全固態(tài)電池？大家都是講因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)替代了液態(tài)電解液，所以根據(jù)固態(tài)電解質(zhì)的類型把全固態(tài)電池分了很多類型，叫硫化物、氧化物、聚合物，甚至鹵化物。從我們調(diào)研的專利來看，日本在這塊積累比較多，從專利分析上來看，專利布局前五位的都是在國外，我們國家是沒有的，四家是日本的企業(yè)，還有一家韓國的企業(yè)。從專利對(duì)關(guān)鍵材料的布局來看，硫化物和氧化物一直是比較集中的技術(shù)路線。

所以從這個(gè)角度來看，如果要突破剛才講的全固態(tài)電池一系列的技術(shù)問題，材料是個(gè)非常關(guān)鍵的核心，什么樣的材料？很多學(xué)術(shù)界也在探討到底什么樣的材料技術(shù)路線是未來全固態(tài)電池的能夠產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線？從研討的結(jié)果來看，目前主要集中在基于硫化物和基于氧化物的兩條技術(shù)路線。兩條技術(shù)路線各有優(yōu)缺，這塊我們不去多講，可以從它們的電解質(zhì)材料，以及整個(gè)制備工藝來看各有優(yōu)缺。氧化物國內(nèi)從混合固液往氧化物的全固態(tài)做得比較多，今天就不重點(diǎn)講了。硫化物這塊的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)國內(nèi)做得比較少，所以今天重點(diǎn)圍繞前期豐田的硫化物全固態(tài)電池來匯報(bào)一下我們國聯(lián)在硫化物這塊做了哪些工作，希望能為咱們國家硫化物基全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化做一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

下面就是我們?cè)谶@塊做的一些相應(yīng)的工作:

首先就是要解決硫化物及全固態(tài)電池剛才一系列的問題，正極、負(fù)極、電解質(zhì)膜，還有組裝工藝，其中最為關(guān)鍵和基礎(chǔ)的就是固態(tài)電解質(zhì)。原來講的硫化物固態(tài)電池最大的問題就是它的固態(tài)電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性比較差，導(dǎo)致了不能用，其在空氣里面會(huì)釋放硫化氫，硫化氫是有毒的，這種情況下就沒法用了，所以我們首先要解決它能用的問題。

2015年開始重視這塊，開始做電解質(zhì)材料。從幾個(gè)維度，一是要做高離子導(dǎo)，它的離子導(dǎo)要能和液態(tài)的電解質(zhì)相匹配，保障它能夠作為離子傳輸?shù)妮d體。另外就是要高的化學(xué)穩(wěn)定性，就是要能用，起碼是在干燥間能用。在這個(gè)角度來講，經(jīng)過對(duì)它的組分調(diào)控，目前來講是可以實(shí)現(xiàn)高離子導(dǎo)，可以在干燥間里面用。這個(gè)材料通過我們的梳理，現(xiàn)在離子導(dǎo)能夠和液態(tài)電解液基本上相當(dāng)，液態(tài)電解液我們知道8.9到12之間，現(xiàn)在固態(tài)的硫化物離子導(dǎo)也可以實(shí)現(xiàn)14，但是這個(gè)14沒有量產(chǎn)，我們量產(chǎn)的大概是7到8，7到8就能夠保障材料能繼續(xù)往下用，同時(shí)重點(diǎn)做高空氣穩(wěn)定性，目前能夠?qū)崿F(xiàn)在干燥間24小時(shí)離子導(dǎo)保持率能夠達(dá)到85%以上，這就保障了材料能夠用，所以我們對(duì)相關(guān)材料做了一系列的研究。

材料工程化這塊做點(diǎn)什么？剛才講材料成本太貴，貴在兩個(gè)方面，一個(gè)是材料的原材料比較貴，就是基于硫化物它的原材料硫化鋰比較貴，那是前端原材料問題，我們現(xiàn)在解決不了，但已經(jīng)聯(lián)合國內(nèi)主要做硫化物的三四家企業(yè)在做這件事情。另外一個(gè)就是制備成本比較貴，原來我們做硫化物及固態(tài)電解質(zhì)它整個(gè)工藝是要封閉的，對(duì)環(huán)境要求比較高，并且在這個(gè)過程中整個(gè)工程的制備成本比較高。在這塊我們通過現(xiàn)有工藝的改進(jìn)，目前能夠把它制備成本降低到80%，這塊未來還有降低的空間。在這個(gè)基礎(chǔ)上我們完成了國內(nèi)首條噸級(jí)線的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，大概是在2021年年初開始完成。另外，這種材料都是要用，用才能不斷改進(jìn)。我們通過材料給國內(nèi)主要的高校和電池企業(yè)的使用和不斷反饋，在這個(gè)過程中不斷改進(jìn)，現(xiàn)在能夠推出系列化材料。同時(shí)，在材料應(yīng)用性能研究方面，我們和國外的一家機(jī)構(gòu)合作，他們委托項(xiàng)目對(duì)我們這款材料做了全方位應(yīng)用性的研究。研究它在整個(gè)電池里面該怎么用，它在電池里面各種性能，包括溫度對(duì)離子導(dǎo)和電子導(dǎo)的影響，濕度對(duì)離子導(dǎo)和電子導(dǎo)的影響，溫度對(duì)充放電性能的影響等一系列因素，在這個(gè)過程上可以得到第一手應(yīng)用數(shù)據(jù)，現(xiàn)在基于這個(gè)數(shù)據(jù)基本上是可以把相應(yīng)的電解質(zhì)材料用好。

在前期的基礎(chǔ)上做了基于現(xiàn)有液態(tài)電池的整個(gè)制備工藝的基礎(chǔ)上做全固態(tài)電池，目前能夠?qū)崿F(xiàn)它在濕法勻漿、涂布、輥壓，實(shí)現(xiàn)了卷對(duì)卷的固態(tài)電極、正極、負(fù)極還有隔膜的制備。目前在界面這塊，主要是緩解，現(xiàn)在也沒有徹底解決，后面會(huì)講現(xiàn)在通過原位同質(zhì)溶并等相關(guān)技術(shù)能使界面離子能夠較好的傳過去了，在一定程度上緩解界面的問題。在此基礎(chǔ)上，固態(tài)正極能夠?qū)崿F(xiàn)和液態(tài)電極正極容量發(fā)揮相當(dāng)，就是說它可以用了，在正極這塊我們做了鈷酸鋰、中鎳三元、高鎳三元，基本上能實(shí)現(xiàn)液態(tài)容量發(fā)揮到96%以上，基本上能夠能滿足電池設(shè)計(jì)的需求。負(fù)極這塊剛才趙總也講過，負(fù)極在全固態(tài)這塊可能有革新，負(fù)極這塊沒有做石墨，要實(shí)現(xiàn)全固態(tài)的高能量密度、高安全，它的負(fù)極一定是高克容量的負(fù)極，所以我們從硅基負(fù)極開始，做了硅碳、硅氧，甚至純硅，這三個(gè)負(fù)極現(xiàn)在都做了一系列研究，匹配高負(fù)載的正極，正極是23毫克每平方厘米，因?yàn)橐龈吣芰棵芏?，正?fù)極都要是高的負(fù)載。

在此基礎(chǔ)上，通過這一系列的研究，證明我們電解質(zhì)它可以用，不同的電解質(zhì)可以在不同的正負(fù)極電極和不同的電解質(zhì)膜里面用。所以不是一個(gè)固態(tài)電解質(zhì)材料一下就能在全固態(tài)電池里面解決所有的問題。所以我們?cè)诓煌奈恢瞄_發(fā)和選用不同的固態(tài)電解質(zhì)材料，目前來講能夠?qū)崿F(xiàn)全固態(tài)電池原型的一些開發(fā)，包括面向300Wh/kg三元硅基全固態(tài)電池的體系研究，這個(gè)是正極用的是6系中鎳，負(fù)極用的是硅基，克容量大于1000，1300左右，這塊能夠?qū)崿F(xiàn)300瓦時(shí)每千克。這是小的軟包電池，軟包電池對(duì)于材料體系做一個(gè)驗(yàn)證。

另外是350Wh/kg，負(fù)極沒有變，正極變成更高鎳的，就是9系高鎳，基本上能滿足350Wh/kg電池的體系設(shè)計(jì)，這個(gè)做成小軟包，并且對(duì)它做了安全性的驗(yàn)證。從安全性能上來看，它確實(shí)在熱穩(wěn)定性上要比現(xiàn)有的半固態(tài)電池要高，但是它不是說絕對(duì)安全。對(duì)于絕對(duì)這個(gè)概念來講，未來可能要通過單體電池、電池系統(tǒng)等一系列的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。

另外對(duì)于更高能量密度400，我們把負(fù)極變成純硅，大概是3000mAh/g，能夠滿足400Wh/kg的體系設(shè)計(jì)，但是會(huì)面臨壓力膨脹問題，現(xiàn)在要循環(huán)，壓力非常大，這是未來解決的重點(diǎn)方向。

另外是更高，這是美國提的500，還有我們今年在BB500，超高能量電池密度里面講的500，未來高能量密度電池能量密度要超過500，500怎么實(shí)現(xiàn)？我們這塊正極用高鎳，負(fù)極用鋰金屬，當(dāng)然高鎳未來可能進(jìn)一步往負(fù)鋰上去走，這塊我們還沒有做成剛才那種叫體系電池驗(yàn)證，只做了三維鋰金屬的驗(yàn)證。鋰金屬一直是鋰電池的難題，很多企業(yè)尤其是初創(chuàng)企業(yè)講他們已經(jīng)做到鋰金屬電池，400Wh/kg，循環(huán)很好，但是就我們做這塊，我們覺得鋰金屬還是非常難的，不管是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還是鋰金屬的復(fù)合，鋰鋁合金、鋰硅合金，各種合金我們都做了，它都非常難實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)循環(huán)，這塊還在嘗試。

這是我們基于鋰鋁合金基礎(chǔ)上做了三維結(jié)構(gòu)，保證了鋰金屬自身的長(zhǎng)循環(huán)，目前還沒有做全固態(tài)電池的體系驗(yàn)證，未來可以再驗(yàn)證循環(huán)。

這是小結(jié)，全固態(tài)電池非常難，它的實(shí)現(xiàn)需要產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同攻關(guān)，我們能貢獻(xiàn)的就是我們的技術(shù)核心材料和我們?cè)陔姌O方面的一些技術(shù)，還有我們?cè)诠虘B(tài)電解質(zhì)膜批量化制備，至于固態(tài)電池的組裝集成是一個(gè)重要的問題，要解決這個(gè)組裝問題，就要面對(duì)全生命周期過程的循環(huán)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、全生命周期過程中的安全問題。現(xiàn)在講到安全指的是初始狀態(tài)的安全，在循環(huán)之后，由于固態(tài)電池膜是有電子導(dǎo)的，因?yàn)楝F(xiàn)在液態(tài)用的隔膜PE是完全沒有電子導(dǎo)，但是全固態(tài)電池電解質(zhì)是有電子導(dǎo)，在這個(gè)過程中固態(tài)電池膜是會(huì)失效的，所以全生命周期的安全都是非常重要的，這個(gè)都需要進(jìn)一步研究。所以希望通過未來大家的協(xié)同攻關(guān)，能夠推動(dòng)全固態(tài)電池，尤其是硫化物全固態(tài)電池進(jìn)一步的發(fā)展。

這是我們國聯(lián)的簡(jiǎn)單介紹，成立于懷柔，2014年9月，現(xiàn)有股東14家，現(xiàn)在在座的很多企業(yè)都是我們的股東，我們現(xiàn)在最大的戰(zhàn)略使命就是為股東服務(wù)，服務(wù)于股東的戰(zhàn)略落地。為什么要做全固態(tài)，甚至做基于硫化物的全固態(tài)，都是我們股東的需求?，F(xiàn)在我們要做基于氧化物的全固態(tài)，基于氧化物的全固態(tài)現(xiàn)在沒有講，現(xiàn)在正在做350到400Wh/kg原型的驗(yàn)證，我們這個(gè)全固態(tài)是基于原來我們做的固液混合態(tài)，我們固液混合態(tài)當(dāng)時(shí)做到350到400，現(xiàn)在正在裝車，基于那個(gè)在做氧化物的全固態(tài)。

最后十分感謝大家！

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