由中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車報社共同主辦，天津經濟技術開發區管理委員會特別支持，日本汽車工業協會、德國汽車工業協會、中國汽車動力電池產業創新聯盟、新能源汽車國家大數據聯盟聯合協辦的第二十屆中國汽車產業發展(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“生態專場一：固態電池技術發展與產業化挑戰”中，北京衛藍新能源科技有限公司董事長兼總經理俞會根發表了題為“固態電池產業化探索及未來展望”的演講。

  北京衛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!

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

  我的報告主要分成三個部分：

  一、固態電池發展現狀及挑戰

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

  從能量密度的角度上來講，固態電池可以極高，但是對于企業內部來講，做固態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，固態電池就沒有意義，如果成本不可控，固態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液態電池能量密度的瓶頸。當然，安全也非常重要，固態電池把里面的液態電解液換成了固態電解質，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。既然固態電池看起來比液態電池要安全得多，我們需要做的工作就是要把里面最容易著的液態電解液換成固態電解質，有望可以實現高安全、高比能、長壽命、高倍率、寬溫度等這些優點。因為有這么多的優點，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，美國的初創公司大多處于實驗室階段。既然全球范圍內固態電池有這么多的企業都在做，剛才兩位都做了介紹，固態電池大概分為幾種：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，其實都有它的優點和缺點，目前看起來任何一種固態電池好像看起來都不是太完美。

  聚合物的全固態電池實際上在2011年法國就已實現量產，當時有4000輛車在路上持續行駛。聚合物電池的優點頗為顯著，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度的環境中進行，這將對成本產生較大影響，而其中硫化物固態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，硫化物電池的發展將能夠大步邁進。

  其三，硫化物本身的環境友好性問題。在 2020 年日本奧運會期間，如果硫化物車遭到破壞并被點燃，將會引發何種后果?由此可見，環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，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，固態電池雖有諸多好處，但挑戰也不少，最大的挑戰就是界面。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壽命指標會欠佳。2016 年，中科院物理所團隊提出了原位固態化技術，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、衛藍固態電池產業化的進展

  公司致力于研制混合固液電池，該技術與原位固態技術緊密相關。若完全采用原位固態化，部分指標可能無法滿足需求，而加入少量液態物質后，這些指標可得到優化，這主要歸因于界面問題和固固接觸問題?；旌瞎桃弘姵卦趪鴥饶軌蚺d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，或者將液態電解質轉化為固態?；谶@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，無論是在設備開發還是工藝開發方面，都將具備一定的優勢。

  基于原位固態化技術，我們同步研發了一系列核心技術，包括固態電解質拆混技術、固態電解質包覆技術、固態電解質涂層技術、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?；谠还虘B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，即為原位固態化與現有液態電池生產線工藝的區別之處。這三個區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，在預鋰化環節需增添一道工序;其三，在原位固態化過程中存在一些細微差別。正因如此，對于現有的液態電池工藝，我們在原位固態化過程中基本能夠全面介入?；诖?，我們公司已申請了五百余件專利，其中發明專利達四百多件。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鏈的支撐，那么我們的產業是難以發展起來的。因此，針對未來的發展，我們在整個產業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展潛力的方向。就目前而言，儲能電池主要以磷酸鐵鋰為主，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化是必然的發展趨勢。

  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?；慨a。從目前來看，這款電池在安全性方面比液態電池有很大提升。

  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。

  固態電池雖有諸多優點，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性的觀點。他認為從混合固液電池到全固態電池，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電池的發展極有幫助。例如，就固態電池而言，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電池未來的成本問題，網絡上也有不少人質疑固態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，系統減重和系統簡化也能帶來降本。例如，現在整個電池系統一般在夏天需要配備空調，冬天需要 “穿棉襖”，而在固態電池應用后，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?；谡麄€能量幅度的提升以及對整車的減重，對于汽車制造行業來說，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、固態電池未來的展望。

  對于整個固態電池，我們給自己提出了一個要求，我們認為在 2027 年以前，全固態電池能夠實現規?；慨a，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。

  固態電池未來必將成為電化學儲能技術發展的核心趨勢?；旌瞎桃弘姵貙⒙氏葘崿F量產，全固態電池也會緊隨其后?；旌瞎桃弘姵卮蠖嗑劢褂谘趸锖途酆衔飳蛹?。而全固態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展趨勢。

  我的報告到此結束，謝謝大家!