产业化提速,固态电池何时能突破“贵族电池”标签?
来源:能源财经网 作者:陈语 时间:2025-09-22 22:34:48
2025遂宁国际锂电产业大会固态电池分论坛互动环节
能源财经网9月22日讯(陈语 四川遂宁 图文直播)9月18日-20日,“2025遂宁国际锂电产业大会”在四川遂宁召开。本届大会以“锂向新质 智胜未来”为主题,聚焦锂矿资源、液态锂电池、固态电池、钠电池、储能等热点赛道和话题,特邀中国、俄罗斯、印度、德国、澳大利亚、加拿大等海内外大咖精彩分享,特设新品技术展示、供需资源对接、产业基金专题对接、园区参观等环节,汇聚行业知名院士、专家、产业链上市公司、专精特新企业、国内外投资机构等400+各界人士,共同探索产业高质量发展之路,推动上下游供需共振,促进产业创新升级。
19日下午,四川赛科动力科技有限公司董事长朱高龙、香河昆仑新能源材料股份有限公司董事长郭营军;蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理苗力孝;湖州启源金灿新能源科技有限公司董事长胡博;深圳市星源材质科技股份有限公司前沿技术研究院副院长郭辰等电池新能源产业链企业家代表受邀参加本次产业大会的固态电池分论坛互动环节,就“产业化提速,固态电池何时能突破‘贵族电池’标签?”话题展开讨论。能源财经网节选了部分互动嘉宾精彩观点,以飨读者。
主持人(俄罗斯-圣理工大学教授/中俄新能源材料技术研究院院长王庆生):本场分论坛讨论的主题为“产业化提速,固态电池何时能突破‘贵族电池’的标签?”,首先请各位嘉宾自我介绍一下。
四川赛科动力科技有限公司董事长朱高龙
朱高龙:大家下午好,我主要专注于做硫化物全固态电池的开发。自2014年至今,一直专注于全固态电池,从2014-2020年做学术研究,2020年到现在主要是做产业化的开发。
香河昆仑新能源材料股份有限公司董事长郭营军
郭营军:大家下午好,我是主要做锂电池电解液,从电解液出货量来说,公司已经排到国内第3了。固态电池就是把电解液换成固态电解质,本质上是革企业的命,我们也在积极地应对固态电池所带来的挑战。我们在硫化物、氧化物、凝胶方面也做了大量的工作,有一些产品已经推向量产。
蜂巢能源科技股份有限公司前沿技术研发总经理苗力孝
苗力孝:我之前是在大学,中科院从事了多年的电化学和高能量密度电池研究,后来离职到了企业,我主要也是做先进电池及新材料新技术研发,实际上就是未来要量产的电池及技术,也就是我们常说的前沿技术。
湖州启源金灿新能源科技有限公司董事长胡博
胡博:各位下午好,我是做锂电池负极材料的,从最早的石墨材料到现在的硅材料。其中,石墨材料我做了将近30年,也是国内最早做这个的。
深圳市星源材质科技股份有限公司前沿技术研究院副院长郭辰
郭辰:各位专家老师,下午好,我是来自星源材质的郭辰,星源材质是提供锂电池隔膜材料的头部企业。在当前固态电池如火如荼的阶段,公司也在不断地努力,为整个固态电池事业做出应有的贡献,比如说针对半固态电池,提供包括氧化物、聚合物在内的电解质复合膜材料。针对全固态电池,公司主要提供孔径比较大的,孔隙率比较高的骨架膜,以及具备薄型化、高离子导、高强度的电解质复合膜等等。
主持人:谢谢各位,我们进入正题,固态电池为什么是贵族电池?在座各位在产业中和企业中所做的产品,都是不同的材料,不同的技术,如何看待这个问题,把贵族电池这个标签拿下来,或者尽早去突破它?
朱高龙:这个话题在下午的演讲中,各位都讲到过,关键的一点就是什么时候成本能够降下来,能做到和现在的液态电池相当,甚至更便宜。我个人的理解,背后主要的关键点在于:
第一个阶段是看什么时候技术能突破,形成一个产品,不管是在什么样的应用场景下,首先得有一个技术突破,然后形成产品。目前来看,全固态电池像日本公布的,在太空领域用到了,但是这个应用场景还是太小了,紧接着可能会在咱们的低空经济、混动或者是钻井这些特殊的领域,对成本要求或者是容忍度比较宽的领域,这是我们设想的场景。
关键点还是得技术突破,所谓的技术突破就是至少得满足电池作为一个储能器件该有的性能。现在液态电池已经很成熟了,得突破其边界,例如安全的边界的大幅度拓宽。拓宽了以后,还得满足不同领域的需求,比如说高温钻井这种比较小的领域,对温度的要求比较高,在这个领域上,首先要满足安全需求,同时还得有倍率性的突破,也就是快充快放。首先要形成一款产品,在一定场景中用起来,如果达到这一步,全固态电池就是一个真正的产品,目前还在为这一步而努力,达到这一步才能说成本的事情。
第二个阶段是不断优化整个电池的技术指标和性能,拓展出更多的应用场景,只要场景多了,产品的规模上来了,那成本就下来了。第二个关键点还是进一步的突破技术,就需要进一步争取把全固态电池做成六边形战士,从安全、能量密度、成本、快充、低温、可制造、加工性等等来考虑,形成一个六边形战士之后,成本优势下可实现在整车上利用。目前液态电池也还不是六边形战士。
第三个阶段就是真正的形成六边形战士之后,在理想状态下,绝大多数的应用场景打开,不仅仅能够在动力上面用,还能在储能上面用,甚至还可以满足船舶需求,因为船舶的体量可能比整车的体量相当,甚至更大,甚至于在飞机上面用,对电池的要求就更高了。
背后一切的根本还是基于技术,从未来也可以看到,技术的胜利是引领我们未来工业革命,或者是能源革命的基石,无论是在第一个阶段,找到应用场景,还是第二个阶段,实现一个宽泛的应用,还是第三个阶段,实现全领域的应用,都需要整个产业技术的迭代、攻关和突破,才可能打开后面的场景,才可能实现规模化的应用,才能够真正地做到成本降下去。
郭营军:固态电池分全固态还有半固态,就全固态电池而言,我觉得真正要突破贵族电池这个标签,估计短的也得四五年,长的话七八年,甚至更长的时间。因为固态电池还是相当复杂的,全固态电池的生产制造也是全新的一个体系,各个方面,从材料到制程到设备都需要一个过程,然后来磨炼、来降低它的成本。
固态电池成本大幅度下降,降到和液态电池相当的水平,我觉得还需要相当长的时间。但是半固态或者说固液混合的,明年或者后年都在装车了,这个还是快一点,成本相对低一点。如果凝胶电池能在工艺上和电池匹配方面能尽快完善的话,可能比前面两种会更快,凝胶电池也可以做成全固态的。只是在现有电池制造工艺上稍做调整,各类电池的形态各有不同难点,我觉得刚才蜂巢能源苗博士讲得非常好,把难点都列出来了,最关键的就是六个方面,我觉得已经找好目标了,也解决几个问题了,虽然路途还很长,但是让大家看到了希望,揭掉贵族电池的标签的重点就在于像蜂巢能源这样的头部电池企业,这些科学家们的努力,他们哪天灵光一现,日积月累的,可能哪天就突破了,然后在大量的生产基础上,这个成本才能快速地下降。
苗力孝:我一直在思考我们为什么要做全固态电池,回想一下国家领导人说的不忘初心,那我们新能源企业做研发初心是什么?我想就是给消费者提供一个高安全、高性能的电池产品,所以只要满足客户的需求,能够提供非常安全的、性能又非常好的电池产品,对于消费者来说,不管你什么状态,重点是安全高,成本低,性能好。
之前大家一直觉得全固态电池就是贵族电池,贵得离谱,没法实现。去年的时候,国内很多头部企业也做预测了,全固态电池的成本大概是现有液态电池的50-100倍。是因为硫化物固态电解质材料的价格是2千万每吨,但是我们从科学的角度提出来这种新的合成工艺路线的时候,就会发现确实是科技创新才能真正地实现颠覆性的降成本,采用一步法,不再需要硫化锂,那么硫化物固体电解质成本可能就只有15-20万之间了,和现在的正极材料就很接近了,所以全固态电池这个贵族也就变得平民化了。
第二是固固界面的问题,确实是非常大的难题。我们固有的一个概念,就是必须完全的追求全固态概念的极致,不能有一点液体。要知道我们是做企业研发,不是高校研究所的专家,追求科学的完美。我们能做出来好的产品满足消费者就是成功,不需要有科学家那样一个对科学、对概念有一个洁癖,全固态就不能有一点的液体成分。对客户来说,好用、成本低、安全,就满足了。同时这个也是对的5月22日公布的全固态电池标准的,设计标准其实也是按照产品来的,我们在座嘉宾大多来自企业,企业就是以客户为中心的,而不是做基础科学研究的,高校老师、科研工作者可以去追求科学的极致,追求科学的完美,做一个创新,做一个新的技术,而不用考虑这个技术或者创新可不可以商业化,可不可以创造产品价值,这不是他们追求的。
但对企业来说,初心就是追求满足客户,为客户提供满意的产品,如果我们从客户的角度来思考这个问题的话,转换对全固态电池的传统观念时,你会发现很多问题其实是我们自己找的,很多认为全固态电池都是要用等静压技术,但是我们如果站在客户的角度,这个技术在未来是很难量产的。要降低制造成本,一定是要连续的,现在用等静压技术是因为我们没有办法,未来如果采用现有液态电池制造工艺,那么就是可以实现连续化生产的,制造成本也是可以降下来的。所以今天我们讨论的这个题目就是说产业化是会加速,全固态电池这个贵族身份很快也会转化为平民身份,我们终将会实现。
胡博:我没有搞过固态电池,但是我经历了中国锂电池30年的发展,谈一下自己的一些看法。
第一,我认为固态电池产业化是在加速,最主要因素是市场的驱动。我们现在在能量密度、安全性各个方面,在新的应用场景下恐怕就需要我们的固态电池,低空飞行、人形机器人等等很多需要高安全性、高能量密度(400、500、600Wh/kg)的领域,固态电池在这些市场需求下,我认为是会很快会产业化。
第二,我认为经过这么多年的发展,每一个电池首先是要解决这一类材料的问题,索尼最早制造了商用锂电池,经过这么多年的发展,锂电池负极石墨材料一开始给予了很大的能量,但到现在为止也就是360Wh/kg,新的开发掺硅,新硅碳容量可以做到2000Wh/kg。三元材料、磷酸铁锂、硅碳负极等固态电解质核心材料的成熟就意味着我们电池整个体系的成熟,当然工艺问题也是很重要的。
我认为固态电池也是有着革命性的一些变化,完全脱离了原有的工艺和装备,建立新的一套工艺,我也是比较看好,相当于压缩饼干一样,可以把固态电池做得更好,所以我认为任何一项技术,首先是解决主体材料的问题,包括工艺的问题、装备的问题。其次,关于成本问题,大家都谈到了,我也是寄予了很大的期望,锂电池早期的价格都比较熟悉,负极材料石墨,最早卖到40万一吨,1999年最早在国内产业化,当时卖40万一吨,现在的价格是2万,只有二十分之一的价格,当然从数量上讲,我们的石墨今年估计会突破250万吨,全球占到95%以上,应该说石墨这个量已经是把价格做到了地板价了。当然新的,有助于固态电池发展的负极材料,例如气相硅碳、锂金属,在手机电池等领域都在使用,但是在动力电池方面,我认为目前还没有大规模的使用,相对的也是在产业化的一个前端。我相信硅这个材料,如果做到2000Wh/kg,对于我们的电池体系来讲,是很大的贡献,所以成本不是问题,只要把规模都做起来了,成本可以做得很低,将来锂电池的技术发展包括产业化,我认为还有很大的空间。
郭辰:我认为固态电池突破贵族电池的标签,可以从材料、工艺和设备多个角度来探讨。首先从材料的角度谈一下我们的看法,我们可以尽可能使用不含稀有元素的电解质材料,一方面,未来的成本下降是可期待的;另一方面,也不容易被原材料卡脖子。比如氧化物电解质,我们可以优先选用LATP而不是LLZO、LLZTO等;对于聚合物电解质,比如说PEO、PAN、PVDF等等或者是共混、共聚的一些材料,大家研究得比较广泛的,技术也比较成熟的,整体更接地气,容易批量化生产的;相比这些,在学术界其实有一些很特殊的,性能特别好的聚合物电解质材料,但是需要用到经过特殊单体分子设计和特殊合成工艺,从产业化的角度并不适合。我们毕竟是企业,肯定还是优先去选择来源广泛,聚合工艺简单,成本比较低的这些聚合物材料。对于硫化物电解质来说也是同样的道理,目前LPSC是最常用的,不含有稀有元素。但是其他类型,像是LGPS这种,就会用到锗元素。总的来说,将来如果为了实现整个固态电池的批量产业化,首先是要优选不含有任何稀有元素的材料。
另外,我看今天的题目是固态电池,主持人在出题的时候没有刻意强调说一定是全固态电池,所以我认为,不论是黑猫白猫,抓住耗子就是好猫,首先是优先能够实现产业化的,一定是固-液混合形态的、或者叫半固态的电池,因为它们既可以兼容现有的工艺和传统锂电池行业的一些现成的电芯装备,同时原材料的来源也比较丰富,所以这个肯定是能优先去推广,能够进行市场化应用的。很多年前就有车企就说固态电池已经装车了,宣称有上千公里的续航,他们当时说的是固态电池,但没有完全去强调这个是全固态电池。所以行业专家都是睁一只眼闭一只眼,里面肯定有液态体系去帮助解决问题的。为了实现产业化,肯定要从最现实的角度去考虑,首先看看消费者他们最关注的是什么,就是电芯能给整车带来的,比如说续航里程、倍率、快充、安全等性能。目前从这个角度来看,像续航里程,其实现在很多纯电动汽车,装了100多度的大电池包,已经能够满足600-800公里的续航里程了,经常开车的人也知道,每开大几百公里,如果不去服务区休息一下,是不愿意继续开下去的,目前液态锂电池带来的续航里程是绝对够用的;从快充性能来讲,反而是像液态电池或者是采用含有一定的液态材料的半固态电池、或者是凝胶化的半固态电池,在快充性能上肯定是比目前的全固态电池有一定优势;再说到安全性,这个才是目前液态电池,或者说半固态电池一个非常大的痛点:例如做一些高安全的隔膜产品应用在高能量密度的电芯当中,如果是小容量的电芯,这一类的没有什么问题,一旦放大到车规级的大的电芯,或者是储能型的,很难过针刺、高温热箱一类的极端安全测试,所以长期来看,单靠液态体系,在绝对的安全性上这一点是无解的,所以要进行材料的突破。从当前来看,半固态电池结合了固态材料带来的安全性,又能满足批量化、低成本生产的诉求,目前可以说是能够优先推广到整个市场上的一个最可行方案。
最后,不论是学术界、产业界,大家肯定会不懈的去进行技术革新,当它的性价比随着技术的不断成熟和规模效应的催化作用逐步提升起来了之后,消费市场就会大幅度的去接纳全固态电池,以上就是我的观点。
主持人:今天的固态电池概念是广义的,没有说全固态,但是围绕着今天的这个话题,固态电池如何能够快速量产、能够去应用,主要是由于技术层面上造成的,我们工程化很困难,采取了很多的方法,让它来走这条路或者是解决这个问题,但同时造成了现在的窘境——很贵,材料在改进、技术也在创新,装备在突破。最后一个问题,在固态电池中,安全性、能量密度、倍率性、寿命、成本等性能,很难形成铁三角,朱博士之前提到了600Wh/kg,那么高能量上来了以后,怎么考虑他们的大倍率放电或者是长寿命的问题等等?可以简单地说一下。
朱高龙:这是很有意思的问题,也是现在面临的挑战,就是怎么做到六边形战士的问题。我们做全固态就是希望他能够成为一个六边形战士,目前来看挑战还是蛮大的,这是一个系统解决方案。我们从材料上,电解质、粘结剂、负极材料等几个关键材料在做迭代开发,工艺上在做优化,系统上在做设计,这是我们努力的方向。未来我更倾向于,液态电池和全固态电池长期共存这么一种情况。
郭营军:固态电池肯定是一个趋势,但是这个趋势实现起来还是需要相当长的一个过程和时间。我们的策略或者说我们公司的定位就是打造电解液+固体电解质最好的企业,因为在可见的时间内,还需要液态的锂电池发挥主力军的作用。
我们讨论的是固态电池大幅度降低成本的时间表,从材料的角度,从工艺的角度,从设备的角度,都还需要相当长的时间。昆仑新材首先立足在把电解液做大做强的基础上,不断开发新的添加剂,新的配方,研究新的人工智能的电解液的配方,开发独特的添加剂的基础上,也在积极研发和布局硫化物电解质、氧化物电解质和凝胶电解质。
昆仑新材正积极配合客户在做验证,像凝胶这方面还不错,安全性也得到了明显的提升,就是目前在稳定性方面稍微还有一点问题,因为用的原材料是大分子的,质量的评定标准化还在加强,我们还在做工作。如果进展顺利,我们预计凝胶型的固态电池会率先取得突破,因为这个对电池的工艺、设备要求是最低的,现有的设备稍加改造改造就行。
主持人:但是固体电解质的纳米化也非常重要,因为它的颗粒度影响是非常严重的,这方面我们希望能有更好的解决技术。目前应对半固态电池贵司有何解决方案?
郭营军:半固态电池,严格来讲它还属于液态电池里面的,其实液态电池存在着很多问题,半固态电池也存在,就是把现有液态电池的安全性做一些改善,实际上这些反应还是要通过添加剂,因为正极、负极、表面的一个接触还是液固,还是电解液,和液态电池其实是一样的。
主持人:我们说的半固态和贫液态电解质存在形态上还是不一样的,如果只是电解液的量的改变多少,那就提不到半固态、那是贫液态了,所以有这样的一个质疑。
苗力孝:咱们经常会听到半固态的电解液,从15%降到10%降到5%,甚至1%,这个概念实际上是2018年一月份储能期刊上李老师的文章中提出来的。真正做电池的时候就会发现,半固态电池要在保持功率密度的前提下,降低电解液实际上是比较困难的。而液态电池,特别是圆柱电池,其实电解液已经降到1g/Ah,相比三元电池,储能电池的电解液,已经降了一半多了,这个时候电解液已经是从20%降到了10%,那么为什么还要去用降电解液来定义半固态电池了?实际上半固态电池就是一种液态电池。
主持人:蜂巢能源已经做了半固态电池,是用了什么样的手段解决现在的阻抗问题。
苗力孝:未来要量产的,对液体是没有降低的,因为客户需要的是安全,他不关心你电解液多少,关心的是安全。
胡博:无论是固态、半固态、锂离子电池等等,都有不同的应用场景,不是完全替代的关系。我们现在还是采用石墨+硅这两个方面去做工作,包括硅目前在产业化的一个阶段,然后硅的本身和固态电池,包括现在的一些电池的使用上都还有一些技术工作要做,例如和石墨的一个组合,都还有很多的工作要做,我认为首先还是在石墨+硅这方面持续地去做相关的产品和工作。
主持人:郭博士,现在固态电池的出现,隔膜存在还是不存在,存在用哪些形式方法去替代,你们有很多聚合物膜的想法,但是现在准备怎么做呢?
郭辰:我还是分为半固态和全固态两个角度讲。首先是半固态,星源材质可以说是整个新能源行业首家实现半固态电池用电解质膜批量推广的一家企业,最近签了一个非常大的订单,用于动力、储能项目,是一个非常接地气的项目。原材料主要用氧化物电解质,通过电解质本身给隔膜带来的性能优化,比如说低温下的容量提升,包括整个阻抗的下降以及安全性的提升。其实从我们自己的测试以及客户端的测试反馈,都是非常正面的,这一类产品的性价比也是非常高的,它并没有比我们现有的产品贵太多,这也是之所以有这么大的批量能够供向市场的原因。我们也会和上下游企业不断地去跟踪他们的新的需求,如果后面有一些更高端的应用场景,当然也会推出相应的半固态或者全固态用的产品。
另外就是全固态电池的角度,以最近最火的硫化物全固态电池为例,我们目前是分为两种类型路线,一种类型可能就是把电解质材料,用干法或者说湿法的工艺,给它加工到一个底材上面再进行转移,一般是负极片,然后再用这个东西直接裁切,之后用叠片的工艺;还有一种路线其实就是我们一直想推崇的,推出一种孔隙率特别高的,至少是60-80%,还有远大于传统隔膜的孔径骨架膜,湿法工艺会更适合一些,通过合适的方式将电解质填充到骨架的孔隙里面。这种电解质复合膜不仅容易做薄、强度更高,且有更好的柔韧性,能够大角度的弯折,甚至Z型叠片这样的工艺都可能去匹配。还有就是硫化物电池里面存在一个Overhang设计的问题,负极比正极大的那一部分,需要用比较复杂的工艺和设备去解决,良率还偏低。如果用这类电解质复合膜的形式就可以有效地解决这个问题。
所以即使到了全固态电池阶段,我认为传统的隔膜企业仍然是能够在行业中充分发挥相应的价值的。
主持人:各位企业家面对固态电池时代的到来都积极做着充分的准备和技术储备,说明我们在锂电产业升级、技术迭代和产品创新方面正积极应对,也在筹措布局固态电池等新型电池领域,预祝各位企业家未来能够收获满满!本场固态电池分论坛到此结束。
(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)
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