固态电池，距离我们还有多远？

“实现规模化量产和应用，窗口应该在2025年到2030年期间。”6月10日，在2023世界动力电池大会主题论坛——新一代动力电池与前瞻技术上，中国工程院外籍院士、固态电池领域顶尖科学家孙学良说，未来10年，将是全固态电池研发的关键机遇期，而要取得科学突破并走向量产，仍有许多难题待解。

固态电池，是大会期间的热门话题。由于可以突破现有液态锂电池的能量密度瓶颈，并克服其安全隐患，固态电池是新一代动力电池的重要发展方向，全球各国相继提出固态电池重大科技计划以及规模化生产时间线，竞争趋向白热化。目前进展如何，距离还有多远？与会专家对此进行了深入探讨。

2023世界动力电池大会上，孙学良介绍全固态电池的机遇和挑战。（主办方供图）

(相关资料图)

形势

非常期待，研发投入越来越大

由小鹏汇天自主研发的飞行汽车“旅航者X2”，是本次大会上最吸睛的展品之一。“能在1000米以下自由飞行，速度最快可达130千米/小时。”工作人员介绍说，遗憾的是，目前的续航时间还比较短，只有25分钟。

6月9日，观众参观小鹏汇天自主研发的飞行汽车。兰锋 摄（C视觉）

在接下来的论坛中，小鹏汇天动力总成中心总经理侯聪就谈到了这份遗憾。“我们非常期待固态电池。”侯聪说，固态电池最显著的特点就是超高能量密度与超高安全性能，“对汽车来说是锦上添花，对我们飞行汽车来说是雪中送炭。”

业界估计，液态锂电池的能量密度上限为350瓦时/千克左右，能够让新能源汽车的续航达到1000公里左右。“要让新能源汽车跑得更远、更安全，未来还要上天入海，服务飞行汽车、电动船舶等，都需要动力电池能量密度更大。”宁德时代首席科学家吴凯说，过去10年，液态锂电池的能量密度提升了2—3倍，目前已接近理论上限，宁德时代近期推出凝聚态电池，单体能量密度高达500瓦时/千克，往前迈了一步。不过，全固态电池是宁德时代的目标，目前这方面也有重点投入布局。

最大的动力电池企业如此，其他的研究团队更是瞄准这一方向加大研发和投入。孙学良介绍，随着应用端对动力电池能量密度、安全性的期待值越来越高，固态电池被视为具有颠覆性的下一代动力电池，已经吸引全球数十个顶级研究团队，研究投入越来越大。

“最近这些年，中国在准固态、半固态电池研究上，世界领先。”孙学良说，总的来看，中国坚持应用导向，在固态电池技术上走了一条循序渐进的路线，将从准固态、半固态逐步迈向全固态，而国外团队大多直接瞄准全固态电池，技术积累较为丰厚，“最近这些年，在全固态电池领域，中国也逐渐靠近了发达国家，具有非常好的发展机遇。”

征途

亟待攻关，产学研合作才能率先突破

“还有很大的挑战性。”孙学良说，全固态电池正极、电解质、负极的化学组成和物理、化学、力学性质还需改进，材料间兼容性、界面稳定性仍需提升，电池整体的安全管理策略及工程化制备技术尚不成熟，这些都是还需突破的难关。

尽管困难很多，但回国参会的经历让孙学良增添了信心。“中国非常多的人在做全固态电池。”孙学良说，这些人不仅来自专业研究机构，还有高校、企业，从研发到工程化有非常好的潜力，着眼下一步，要充分发挥这样的优势，“极大地加强产学研合作，力争在中国率先实现全固态电池的突破。”

对于这样的观点，上汽通用五菱汽车股份有限公司智能平台首席技术官邵杰表达了支持。“我们可以提供更贴近用户的使用场景，把大家的样品放到系统、整车中去验证。”邵杰说，公司已在广西启动针对固态电池的研发项目，将向全社会开放研发资源，共同探索全固态电池量产解决方案，推动更早实现推广应用。

“在我们中国，开发固态电池的机构、大学、企业可以说遍布全国，大家有不同的技术路线。”亚太材料科学院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员温兆银说，到底哪一个路线能够走到最后，大家现在都没有一个明确的答案，但各种路线朝着一个目标发起冲锋，对科技攻关是非常有利的。

温兆银认为，在多条技术路线并行的同时，应通过制定标准进行引导，形成合力，走得更快速、更健康。

孙学良也提醒，在推进各项研究的同时，要更加重视专利布局，让更多的创新成果固化下来，成为将来参与固态电池产业全球竞争的坚实基础。

关键词：