車網世界現場報道：

由中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車報社共同主辦，天津經濟技術開發(fā)區(qū)管理委員會特別支持，日本汽車工業(yè)協(xié)會、德國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯盟、新能源汽車國家大數據聯盟聯合協(xié)辦的第二十屆中國汽車產業(yè)發(fā)展（泰達）國際論壇（以下簡稱“泰達汽車論壇”）于2024年8月29日至9月1日在天津濱海新區(qū)舉辦。本屆論壇以“風雨同舟二十載 攜手并肩向未來”為年度主題，邀請重磅嘉賓展開深入研討。

在8月30日“生態(tài)專場一：固態(tài)電池技術發(fā)展與產業(yè)化挑戰(zhàn)”中，北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司董事長兼總經理俞會根發(fā)表了題為“固態(tài)電池產業(yè)化探索及未來展望”的演講。

北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司董事長兼總經理  俞會根

以下為演講實錄：

尊敬的楊院士、董揚董事長、許總，各位專家：

大家上午好！

我是衛(wèi)藍新能源的俞會根，今天我分享的主題是《固態(tài)電池產業(yè)化探索及未來的展望》。

我的報告主要分成三個部分：

一、固態(tài)電池發(fā)展現狀及挑戰(zhàn)

目前，針對鋰離子電池而言，固態(tài)電池有六類，包括固態(tài)鋰離子電池、以及從液態(tài)到混合固液再到全固態(tài)的不同類型。明確分類有助于后續(xù)工作的開展。

從能量密度的角度上來講，固態(tài)電池可以極高，但是對于企業(yè)內部來講，做固態(tài)電池我們一定要做一個安全的、成本可控高能量密度電池。如果不安全，固態(tài)電池就沒有意義，如果成本不可控，固態(tài)電池也沒有人用得起，所以在這個維度來講，我們一定要突破傳統(tǒng)液態(tài)電池能量密度的瓶頸。當然，安全也非常重要，固態(tài)電池把里面的液態(tài)電解液換成了固態(tài)電解質，它的安全性看起來可以提高，但是其實不是那么簡單的一件事，這里面還會涉及到其他很多方面的內容。既然固態(tài)電池看起來比液態(tài)電池要安全得多，我們需要做的工作就是要把里面最容易著的液態(tài)電解液換成固態(tài)電解質，有望可以實現高安全、高比能、長壽命、高倍率、寬溫度等這些優(yōu)點。因為有這么多的優(yōu)點，所以全球范圍內很多人都做這個事。目前，主要還是聚焦在中國、韓國、日本，歐洲和美國也都在做，但他們的進度和中日韓比起來應該還是有些差距。歐洲和美國也有參與，但進度相對滯后，美國的初創(chuàng)公司大多處于實驗室階段。既然全球范圍內固態(tài)電池有這么多的企業(yè)都在做，剛才兩位都做了介紹，固態(tài)電池大概分為幾種：一個是聚合物，一個是薄膜，一個是硫化物，一個是氧化物。針對這幾種，其實都有它的優(yōu)點和缺點，目前看起來任何一種固態(tài)電池好像看起來都不是太完美。

聚合物的全固態(tài)電池實際上在2011年法國就已實現量產，當時有4000輛車在路上持續(xù)行駛。聚合物電池的優(yōu)點頗為顯著，能夠制造大容量電池且成本低廉。然而，它的缺點也顯而易見，工作溫度較高，需在60度以上，這可能導致能量密度難以提升，原因在于電力窗口的限制。

薄膜電池主要依賴于真空鍍膜的技術，所以這個電池更做不大，一般都是毫安時，或者是微安時這個級別。目前來看，將其用作汽車動力電池和儲能電池幾乎不可能，而用于制作小型的人體植入式醫(yī)療電池則相對比較合適。

為何硫化物電池在全球范圍內，尤其是在中國備受關注呢？我認為主要有以下幾個原因：

首先，硫化物的電導率相較于現有的電池更為優(yōu)秀。在硫化物電池的推進過程中，有幾點需要特別關注。

其一，制造成本問題。倘若所有制造過程都需在零下50、60度的環(huán)境中進行，這將對成本產生較大影響，而其中硫化物固態(tài)電解質本身的成本是最大的問題，必須設法降低成本。

其二，針對硫化物固態(tài)電解質的問題。之前提及的 500 兆帕或 600 兆帕的等靜壓問題，若能解決此問題，硫化物電池的發(fā)展將能夠大步邁進。

其三，硫化物本身的環(huán)境友好性問題。在 2020 年日本奧運會期間，如果硫化物車遭到破壞并被點燃，將會引發(fā)何種后果？由此可見，環(huán)境友好性確實是一個較為重要的考量因素。

其四，針對日立造船我們也一直關注，當下它其實在 1 安時以下小電池這個級別已經批量生產，也有銷售了。他們目前的計劃是，希望能在 5 安時這個級別實現硫化物的全固態(tài)，所以，從這個維度來講，硫化物要想把面積做大、做厚、疊層做多也是一個比較大的問題。

此外，固態(tài)電池雖有諸多好處，但挑戰(zhàn)也不少，最大的挑戰(zhàn)就是界面。不管是硫化物、氧化物，還是聚合物，界面接觸問題都非常嚴重。如果界面接觸問題解決不好，全固態(tài)電池有可能一時的性能指標良好，但長期的性能指標和循環(huán)壽命指標會欠佳。2016 年，中科院物理所團隊提出了原位固態(tài)化技術，通過對正極、負極、膜表面進行官能團修飾并加入原位反應材料，使反應在原子尺度和分子尺度上進行，從而解決界面問題，確保電池充放電和膨脹收縮過程中聯動。

二、衛(wèi)藍固態(tài)電池產業(yè)化的進展

公司致力于研制混合固液電池，該技術與原位固態(tài)技術緊密相關。若完全采用原位固態(tài)化，部分指標可能無法滿足需求，而加入少量液態(tài)物質后，這些指標可得到優(yōu)化，這主要歸因于界面問題和固固接觸問題。混合固液電池在國內能夠興起，與它成功解決了界面問題密切相關。例如，在活性材料表面進行包覆，在隔膜或者電極中導入特定物質，或者將液態(tài)電解質轉化為固態(tài)。基于這些工作，混合固液電池能夠與現有的工藝和裝備相兼容。如此一來，我們在整體推進過程中，無論是在設備開發(fā)還是工藝開發(fā)方面，都將具備一定的優(yōu)勢。

基于原位固態(tài)化技術，我們同步研發(fā)了一系列核心技術，包括固態(tài)電解質拆混技術、固態(tài)電解質包覆技術、固態(tài)電解質涂層技術、超薄金屬鋰制備技術以及高精度負極預鋰化技術。正如方才金總所提及的超薄金屬鋰技術，我們不僅掌握該技術，還擁有相應的裝備與產品。倘若各位對此感興趣，我們可在稍后進行深入交流探討。基于原位固態(tài)化技術，我們對現有產線進行了全面梳理。大家可以看到，我標注為紅色的部分，即為原位固態(tài)化與現有液態(tài)電池生產線工藝的區(qū)別之處。這三個區(qū)別點的差異并非顯著。其一，在均漿過程中需要進行預混操作；其二，在預鋰化環(huán)節(jié)需增添一道工序；其三，在原位固態(tài)化過程中存在一些細微差別。正因如此，對于現有的液態(tài)電池工藝，我們在原位固態(tài)化過程中基本能夠全面介入。基于此，我們公司已申請了五百余件專利，其中發(fā)明專利達四百多件。在海外專利布局方面，我們也申請了三十多件，目前已獲得授權的有二百多件。

從整個固態(tài)電池的推進過程來看，如果我們僅僅是有了完善的構想卻沒有產業(yè)鏈的支撐，那么我們的產業(yè)是難以發(fā)展起來的。因此，針對未來的發(fā)展，我們在整個產業(yè)鏈上進行了全面布局，涵蓋正極材料、負極材料、膜材料、電解質材料以及超薄金屬鋰材料等。只有這樣，我們才有可能在全固態(tài)電池領域和混合固液電池領域將構想轉化為產品，并且是扎實可靠的產品。以下是我們的產品矩陣：

首先是低空經濟電池。在初始階段，如果直接投入做大容量的汽車動力電池，其串并聯的數量眾多，而在產量尚未提升之時，電池的一致性相對欠佳。所以我們先從無人機等低空經濟領域的電池入手，這類電池的容量相對較小，串并聯的數量也較少，因此對一致性的要求相對較低。

其次是儲能電池。當前，儲能電池無疑是一個極具發(fā)展?jié)摿Φ姆较颉＞湍壳岸裕瑑δ茈姵刂饕粤姿徼F鋰為主，但隨著其容量越做越大，安全性問題也日益凸顯。所以，磷酸鐵鋰儲能電池的固態(tài)化是必然的發(fā)展趨勢。

最后是汽車電池。目前我們有兩種類型，分別是軟包電池和圓柱電池。以汽車動力電池為例，李斌總曾駕駛裝配有我們電池的車輛從上海到廈門，一次充電行駛了 1044 公里，剩余電量為 3%，并且是在冬天。這款汽車動力電池的能量密度為 360 瓦時每公斤。我們的 280 安時儲能電池也已實現規(guī)模化量產。從目前來看，這款電池在安全性方面比液態(tài)電池有很大提升。

我們還有一款 45 安時的軟包磷酸鐵鋰儲能電池。當時，一位軍方領導考慮將其放置在有人員活動的雪下環(huán)境中，因此對該電池的安全性要求極高。我們對其進行了大量測試，大家可以看到，在針刺、擠壓、槍擊等測試中表現良好，但模組擠壓測試未能通過。

固態(tài)電池雖有諸多優(yōu)點，但也存在不少令人焦慮之處：

其一，當下有人對混合固液電池的必要性存疑。實際上，萬鋼主席蒞臨我們公司后，給予了我們極具啟發(fā)性的觀點。他認為從混合固液電池到全固態(tài)電池，這是一個非常必要的臺階，如同一個梯子。如果一步跨越到全固態(tài)電池或許可行，但會極為艱難，有這樣一個過渡的梯子則會好很多。

其二，國家政策支持方面。正如前面幾位專家所講，國家的支持對于固態(tài)電池的發(fā)展極有幫助。例如，就固態(tài)電池而言，從極致制造到極簡制造，目前看來是非常有可能的。

在社會中，很多朋友向我詢問固態(tài)電池未來的成本問題，網絡上也有不少人質疑固態(tài)電池將來究竟是便宜還是昂貴。在此，我大概羅列了一些觀點，以便與大家簡單探討一下。

首先，在實現全固態(tài)電池后，由于只有鋰離子從正極跑到負極、再從負極跑到正極，所以原則上對于正極材料而言，我們只需其具備耐氧化性能即可。以往對于正極材料，我們希望其既耐氧化又耐還原，而現在對于正極材料，特別是碳酸鋰材料，依靠高電壓就能夠滿足需求，純度不再要求必須達到 99.99%，有可能 95% 便已足夠。若如此，基于材料方面我們就能夠實現降本，我認為這是可行的。

其次，從工藝降本角度來看，如果我們取消干法電極、干法預鋰化和老化等工序，一方面通用成本會降低，另一方面在生產制造過程中會大幅度降低電費。因為我們在正極表面已經形成了 CEI，在負極表面已經形成了 SEI，原則上化成的過程可以取消。

再者，性能的提升能夠降低全生命周期的度電成本。

最后，系統(tǒng)減重和系統(tǒng)簡化也能帶來降本。例如，現在整個電池系統(tǒng)一般在夏天需要配備空調，冬天需要 “穿棉襖”，而在固態(tài)電池應用后，只需給它 “穿上羽絨服” 即可，無論冬夏都能讓其自成一個體系。整個電池的設計也能夠實現降本。基于整個能量幅度的提升以及對整車的減重，對于汽車制造行業(yè)來說，輕量化是永恒的主題。因此，如果我們提升了電池的能量密度，那么對于電池的減重必然會有幫助。

三、固態(tài)電池未來的展望。

對于整個固態(tài)電池，我們給自己提出了一個要求，我們認為在 2027 年以前，全固態(tài)電池能夠實現規(guī)模化量產，按照我們的計劃應該是可以實現的。同時，我們給自己設定了一個目標，希望到 2030 年的時候，把全固態(tài)電池的銷售價格控制在 5 毛錢以下，目前看來還是有機會實現的。

固態(tài)電池未來必將成為電化學儲能技術發(fā)展的核心趨勢。混合固液電池將率先實現量產，全固態(tài)電池也會緊隨其后。混合固液電池大多聚焦于氧化物和聚合物層級。而全固態(tài)電池的技術路線目前仍有多種，包括氧化物、聚合物復合，以及硫化物和其他類型。固態(tài)電池將從差異化競爭逐步擴大應用范圍，我們認為這是大致的發(fā)展趨勢。

我的報告到此結束，謝謝大家！