11月10日-12日，由中國汽車工業(yè)協(xié)會和武漢市人民政府共同主辦的“2023中國汽車供應(yīng)鏈大會暨第二屆中國新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)大會”在武漢經(jīng)開區(qū)舉辦。本屆供應(yīng)鏈大會以“踔厲奮發(fā)，攻堅克難——打造安全、韌性、綠色汽車供應(yīng)鏈”為主題，設(shè)置了“1場戰(zhàn)略峰會、1場大會論壇、9場主題論壇”共11場會議，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、全球化發(fā)展等熱點話題進行深入交流與探討，尋找構(gòu)建世界一流汽車供應(yīng)鏈的對策、方法和路徑。其中，在11月11日下午舉辦的“主題論壇一:動力電池——前瞻突破，引領(lǐng)發(fā)展”上，國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司副總經(jīng)理王建濤發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場發(fā)言實錄:

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。

剛拿到這個題目的時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力電池前瞻突破突破在哪，動力電池產(chǎn)業(yè)鏈這一塊前面幾位嘉賓講的特別好?，F(xiàn)在我們國家在動力電池產(chǎn)業(yè)方面做得非常好，剛才趙總也講了多個方面都是第一，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差距。今年有幾個全固態(tài)電池的新聞報道，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。這里原引新聞的評述，認為這是爆炸性的消息，如果真的實現(xiàn)充電十分鐘1200公里，將改寫全球電動汽車行業(yè)老大的龍頭地位，這是不是真的？很多人問，大家對這個看法不一樣，有的認為豐田確實扎扎實實往前走，有的認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，同時在2008年正式成立新電池研發(fā)部，就是做這個全固態(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)電池的電動車，這個車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田交流的時候，他們內(nèi)部透漏通過幾年的路跑拿到了不少評測數(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)?；b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實在在做這塊，至于目前是不是達到批量化裝車需求，這個目前還不清楚，但是有一點可以判斷，豐田的全固態(tài)電池技術(shù)是實實在在的往前走，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，提出要在未來率先實現(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，可見他們未來一定是有一個大的計劃。韓國是爭取提前實現(xiàn)，美國是在2021年發(fā)布鋰電藍圖，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，歐盟這一塊是計劃累計投入86億歐元，做先進電池，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)、科研項目等方面都做了部署，同時主要的代表性企業(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、電動飛機等空間立體交通網(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)電池作為一個技術(shù)攻關(guān)?？萍疾宽椖俊笆奈濉币?guī)劃，與固態(tài)相關(guān)的專項有很多?，F(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)都進行了布局，還就幾個以固態(tài)電池為主營業(yè)務(wù)的，衛(wèi)藍、清陶、贛鋒，以及一些新的勢力都在做全固態(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項目的牽引下，開展相關(guān)探索，并延續(xù)到現(xiàn)在，認為它也非常難。科協(xié)也是連續(xù)兩年把它作為一個非常難的事情在說，中國科協(xié)每年都會有一個年度的工程化技術(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。還有很多挑戰(zhàn)，包括關(guān)鍵材料、界面匹配、電極設(shè)計、工藝選擇，甚至我們在全固態(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)在也是一個非常重要的問題，大家普遍認為全固態(tài)電池在成本上一定比液態(tài)要貴，因為它的電解質(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考慮的。還有全固態(tài)電池這塊因為沒有液態(tài)作為界面潤濕劑或者過渡界面，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年實現(xiàn)規(guī)模化的裝車，它需要克服的問題非常多。因為2027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，所以留給我們的時間不多，也就是兩年，兩年到底能做點什么？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？大家都是講因為固態(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，所以今天重點圍繞前期豐田的硫化物全固態(tài)電池來匯報一下我們國聯(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)化做一點貢獻。

下面就是我們在這塊做的一些相應(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。在這個角度來講，經(jīng)過對它的組分調(diào)控，目前來講是可以實現(xiàn)高離子導(dǎo)，可以在干燥間里面用。這個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，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)也可以實現(xiàn)14，但是這個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，同時重點做高空氣穩(wěn)定性，目前能夠?qū)崿F(xiàn)在干燥間24小時離子導(dǎo)保持率能夠達到85%以上，這就保障了材料能夠用，所以我們對相關(guān)材料做了一系列的研究。

材料工程化這塊做點什么？剛才講材料成本太貴，貴在兩個方面，一個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)它整個工藝是要封閉的，對環(huán)境要求比較高，并且在這個過程中整個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，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。在這個基礎(chǔ)上我們完成了國內(nèi)首條噸級線的建設(shè)和運營，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。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，在這個過程中不斷改進，現(xiàn)在能夠推出系列化材料。同時，在材料應(yīng)用性能研究方面，我們和國外的一家機構(gòu)合作，他們委托項目對我們這款材料做了全方位應(yīng)用性的研究。研究它在整個電池里面該怎么用，它在電池里面各種性能，包括溫度對離子導(dǎo)和電子導(dǎo)的影響，濕度對離子導(dǎo)和電子導(dǎo)的影響，溫度對充放電性能的影響等一系列因素，在這個過程上可以得到第一手應(yīng)用數(shù)據(jù)，現(xiàn)在基于這個數(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，實現(xiàn)了卷對卷的固態(tài)電極、正極、負極還有隔膜的制備。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，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)計的需求。負極這塊剛才趙總也講過，負極在全固態(tài)這塊可能有革新，負極這塊沒有做石墨，要實現(xiàn)全固態(tài)的高能量密度、高安全，它的負極一定是高克容量的負極，所以我們從硅基負極開始，做了硅碳、硅氧，甚至純硅，這三個負極現(xiàn)在都做了一系列研究，匹配高負載的正極，正極是23毫克每平方厘米，因為要做高能量密度，正負極都要是高的負載。

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)可以在不同的正負極電極和不同的電解質(zhì)膜里面用。所以不是一個固態(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。所以我們在不同的位置開發(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，這個是正極用的是6系中鎳，負極用的是硅基，克容量大于1000，1300左右，這塊能夠?qū)崿F(xiàn)300瓦時每千克。這是小的軟包電池，軟包電池對于材料體系做一個驗證。

另外是350Wh/kg，負極沒有變，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，這個做成小軟包，并且對它做了安全性的驗證。從安全性能上來看，它確實在熱穩(wěn)定性上要比現(xiàn)有的半固態(tài)電池要高，但是它不是說絕對安全。對于絕對這個概念來講，未來可能要通過單體電池、電池系統(tǒng)等一系列的設(shè)計來實現(xiàn)。

另外對于更高能量密度400，我們把負極變成純硅，大概是3000mAh/g，能夠滿足400Wh/kg的體系設(shè)計，但是會面臨壓力膨脹問題，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怎么實現(xiàn)？我們這塊正極用高鎳，負極用鋰金屬，當然高鎳未來可能進一步往負鋰上去走，這塊我們還沒有做成剛才那種叫體系電池驗證，只做了三維鋰金屬的驗證。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，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，它都非常難實現(xiàn)超長循環(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循環(huán)，目前還沒有做全固態(tài)電池的體系驗證，未來可以再驗證循環(huán)。

這是小結(jié)，全固態(tài)電池非常難，它的實現(xiàn)需要產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同攻關(guān)，我們能貢獻的就是我們的技術(shù)核心材料和我們在電極方面的一些技術(shù)，還有我們在固態(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重要的問題，要解決這個組裝問題，就要面對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，因為現(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)，在這個過程中固態(tài)電池膜是會失效的，所以全生命周期的安全都是非常重要的，這個都需要進一步研究。所以希望通過未來大家的協(xié)同攻關(guān)，能夠推動全固態(tài)電池，尤其是硫化物全固態(tài)電池進一步的發(fā)展。

這是我們國聯(lián)的簡單介紹，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原型的驗證，我們這個全固態(tài)是基于原來我們做的固液混合態(tài)，我們固液混合態(tài)當時做到350到400，現(xiàn)在正在裝車，基于那個在做氧化物的全固態(tài)。

最后十分感謝大家！