The following article is from 中國汽車報 Author 萬仁美
在動力電池發展曆史上，液态锂電池出現過磷酸鐵锂、三元材料锂電池、錳酸锂、钛酸锂等多種技術路線，三元材料曾一度占據乘用車 90% 以上的份額，最終，磷酸鐵锂取得市場競争優勢。
當前，固态電池被全球公認是動力電池發展的終極目标之一，各國都在努力實現突破。固态電池也有多種技術路線，氧化物、硫化物、聚合物、鹵化物等技術路線分别有不同的機構涉及，哪種技術路線最有前景？
2025 年 2 月 15 日～16 日，第二屆中國全固态電池創新發展高峰論壇在北京召開，300 多位專家聚首共商全固态電池發展。中國科學院院士、中國全固态電池産學研協同創新平台理事長歐陽明高的演講傳遞出明确的信息：2025 年，全固态電池的發展将确定主攻技術路線。
01
重點防範全固态技術路線帶來的颠覆性風險
日本在全固态電池上的研發比較早，積累了豐富的經驗，其布局思路對我國全固态電池發展有一定的參考作用。
歐陽明高院士回顧了日本全固态電池技術路線圖 2020，聚焦全固态電池，固态電解質硫化物爲主、正極材料三元爲主、體積比能量爲标志性參數指标。
日本的計劃是 2025 年實現第一代全固态電池（硫化物系）的量産，2030 年實現第二代全固态電池（高離子傳導性硫化物或氧化物系）的推廣應用。
相比于國外，目前，我國動力電池企業和機構以半固态（固液混合）爲特色。在動力電池發展過程中，半固态不失爲一種過渡策略，能夠提升動力電池的安全性。但是，半固态電池的良品率、充電倍率、循環壽命等都不令人滿意，最根本的原因是半固态電池不是颠覆性技術。
我國動力電池企業和機構對全固态電池的認知不一，投入也不充足。" 從行業全局看，要重點防範全固态技術路線帶來的颠覆性風險。" 歐陽明高說，" 全固态電池到了關鍵時期，需要确立技術路線，這關系到我國新能源汽車産業持續健康發展。"
從全球範圍來看，全固态電池逐漸聚焦到硫化物技術路線，并且投入持續增加。記者仔細數了一下，全球約 32 家企業和機構聚焦于硫化物技術路線，不超過 10 家研發氧化物固态電池，7 家研發聚合物固态電池。其中有些企業重點聚焦硫化物路線，但沒有放棄氧化物和聚合物的路線。
梳理全球固态電池的發展，可以看到，大家的共識是 2030 年前重點突破 500Wh/kg 以内電池，三元正極不變，主要改變負極，2030 年後改變正極。
02
正負極材料是關鍵
在全固态電池領域，正極、負極材料非常關鍵，歐陽明高提出，電池企業既是電池産品生産企業，也是材料企業。
在負極材料中，石墨 / 低矽、高矽矽碳、锂金屬三類都受到人們的關注，2030 年前矽碳是重點。日本 NEDO SOLiD-Next 項目 ( 2023-2027 ) 采用高鎳三元石墨負極體系，重量能量密度 200~300Wh/kg，重點攻關高功率、長壽命全固态電池。锂負極的挑戰主要體現在枝晶生長和體積膨脹，形成锂枝晶就變成了 " 死锂 "，體積膨脹降低了界面的高反應活性。
據介紹，全球已有衆多企業布局硫化物固态電解質，建立了小批量供應能力，正在重點攻克大規模生産工藝。豐田合作企業出光興産即是其中之一，開始設計年産百噸級硫化物固态電解質大規模中試裝置，2027-2028 年實現商業化，2030 年達萬噸規模。國内企業中，賽科動力、中科固能、瑞逍科技等也在發力，賽科動力硫化物固态電解質實現公斤級穩定出料，2025 年将建設年産百噸級制備及整形中試線；中科固能于 2024 年底宣布建成百噸級連續自動化硫化物固态電解質生産線；瑞逍科技預計 2025 年建成硫化物固态電解質生産基地并達到百噸級生産能力，2028 年實現年産 6000 噸的目标。
歐陽明高指出，确立固态電池技術路線，需要回答 3 個問題：
1、 硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物，哪種是主要的技術路線？
2、 量産的時間是什麽時候？
3、 用什麽手段實現量産？
他進一步表示，什麽時候可以投入量産是最難預測的事情，有時一個難題長期沒能得到解決，量産時間不得不推遲，有時也許在某個時間節點實現一個重大突破，量産過程很順利。即便如此，歐陽明高院士團隊根據曆史經驗給出了他們的預測。
2025~2027 年，石墨 / 低矽負極硫化物全固态電池以 200~300Wh/kg 爲目标，攻克硫化物固态電解質，打通全固态電池的技術鏈，三元正極和石墨 / 低矽負極基本不變 , 向長壽命大倍率方向發展。
2027~2030 年，高矽負極硫化物全固态電池以 400Wh/kg和 800Wh/kg爲目标，重點攻關高容量矽碳負極，三元正極和硫化物固态電解質仍爲主流材料體系，面向下一代乘用車電池。
2030~2035 年，锂負極硫化物全固态電池以 500Wh/kg和 1000Wh/kg爲目标，重點攻關锂負極，逐步向複合電解質 ( 主體電解質 + 補充電解質 ) 、高電壓高比容量正極發展 ( 高鎳、富锂、硫等 ) 。
歐陽明高認爲，實現全固态電池的關鍵是材料的共性技術取得進展。歐陽明高院士帶頭把自己團隊的研究成果公開，他也希望大家盡可能分享共性技術，凝聚合力取得技術上的突破。
據介紹，清華大學 - 四川新能源汽車創新中心研究團隊持續研發硫化物固态電解質，取得系列進展，系列硫化物固态電解質産品的基礎型離子電導率 >11 mS/cm; 小粒徑型材料 D50<500nm, 離子電導率 >4.5 mS/cm; 分别針對正負極材料進行界面優化，顯著提升複合電極循環穩定性。超薄電解質膜可實現 20 μ m 電解質膜的連續化制備，轉印前後均具有良好的柔韌性和加工性能，離子電導率達 1.4 mS/cm，可實現軟包電池良好的循環性能。在産業化方面，創新中心已實現批次穩定性優異，2025 年推向産業化，并對頭部企業進行小批量銷售和送樣測試。
歐陽明高公開了技術細節，高鎳正極通過前驅體原位摻雜改善一次顆粒尺寸及取向，倍率性能大幅提升 ( 1C 容量 218 mAh/g ) ，同時通過簡易幹法實現正極表面包覆，改善循環，室溫 1180 周循環容量保持率 81.1%。通過活性材料、電解質等尺寸及比例設計，複合正極壓實密度達 3.5 g/cm ³ 活性材料占比 285 wt%，載量 23.5 mAh/cm ²，設計能量密度及 1C 容量發揮率均優于現有研究水平。
在負極材料方面，創新中心采用高離子導率、低電子導率的材料進行界面修飾，提升矽碳負極材料和硫化物電解質之間的界面穩定性，改善矽碳負極的循環性能。首充比容量 1350 mAh/g，首效 89%，1024 次循環容量保持率爲 80%，循環性能優于矽烷沉積多孔碳代表性企業産品，采用濕法工藝制備的極片循環更加穩定。
03
AI 助力固态電池研發
我們已進入了 AI 時代，歐陽明高說，要善于運用 AI 強大的計算、推理能力助力固态電池研發。"DeepSeek 火遍全球，我們既要看到 DeepSeek 在電池知識問答和電池文本挖掘任務上均表現優異，在電池設計任務上具備初步的總結能力，尚欠缺科學分析能力，仍需要垂直領域大模型解決問題。" 歐陽明高說。
AI 時代，科研從仿真方法逐步過渡爲智能化全自動研發新模式，通過智能化方法實現電池設計全流程自動化，實現多變量高維空間快速尋優，加速設計叠代。
智能化全自動研發包括交互模式、檢索模式、計算模式的革新。固态電池創新平台将構建基于人工智能的能源材料研發平台，一是基于大語言模型建立智能化的大型材料數據庫；二是基于材料文獻數據庫與大語言模型開發能源材料垂直領域大語言模型；三是垂直領域大語言模型接入專家智能體，獲得專業計算能力。
歐陽明高提到，電池設計正從第二代的仿真驅動向第三代基于 AI 的電池智能設計 ( BDA ) 技術方向發展，電池智能設計技術可将電池研發效率提升 1~2 個數量級，節省研發費用 70%~80%。
爲了實現 AI 的電池智能設計，固态電池創新平台制定了時間表，2025 年 1 月實現平台内測數據積累及交互，2025 年 12 月，固态電池創新平台将有智能研發平台發布版本，戰略目标是上線全固态電池智能研發平台。
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