今年以來，全固態電池由于被認為是下一代電池技術中最具顛覆性的一種，不斷在產業和資本市場掀起熱潮。

4月27日，在第十六屆重慶國際電池技術交流會中，中科院院士歐陽明高做了《產學研協同構建中國全固態電池技術平臺》的演講，在演講中提出了中國發展全固態電池總體路線建議。

歐陽明高認為，中國現目前發展全固態電池，落地產業化近期(3-5年)應面向電池300Wh/kg（重量比能量）、600Wh/L（體積比能量）的目標，打通全固態電池全技術鏈。中期（5-10年）應面向500Wh/kg、1000Wh/L為目標，2035年前必須實現商業化。

在電芯材料體系上，要重點攻關負極，負極突破鋰金屬，兼顧硅碳。

“規模產業化時間，不是實驗室的樣品，更不是論文。所謂的近期就是3-5年，中期就是5-10年。”歐陽明高說。

而關于中國全固態電池技術路線總體采用的原則，歐陽明高認為，首先，是建立起中國技術路線，“我們國家新能源汽車和液態鋰離子電池技術路線引領全球，應當在全固態電池開發中也建立起中國技術路線。我們應該有這個自信。”歐陽明高說。

其次，定位是保優勢防顛覆。“日本、歐洲發展全固態電池的定位不是這樣的，就是要顛覆，把中國顛覆掉，我們恰恰相反，我們是要保優勢、防顛覆，攻克全固態，兼顧優化液態鋰離子電池。我們不能扔液態鋰離子電池，液態鋰離子電池是我們的優勢強項，今后幾十年還要靠這個吃飯。”歐陽明高說。

因此，在這個意義下，目前已經量產裝車的半固態、固液混合電池在歐陽明高看來作為過渡路線也有必要，“因為我們液態電解質電池的優勢太強。”歐陽明高說，“不可能全丟掉。”

值得一提的是，基于其團隊目前在全固態電池上的研發進展，歐陽明高表示，將來如果考慮回收，全固態電芯成本有希望低到0.4元每瓦時。

目前國內全固態電池技術方案百花齊放，主流路線尚未確定

在演講中，歐陽明高介紹了目前全球全固態電池的商業化現狀，并對比了國內外目前全固態電池的技術路線情況。

據介紹，目前，產業化計劃最落實的豐田、日產和SDI都采用了高鎳三元正極，硫化物電解質，差別在負極。目前國內外還沒有開發出大于400Wh/kg、滿足綜合性能要求、能夠商業化的全固態車用電池。

國家技術路線選擇方面，根據日本2020年發布的全固態電池技術路線，目標分兩代，第一代全固態電池要實現體積比能量450Wh/L，第二代實現體積比能量800 Wh/L，跟國內強調重量比能量不同，日本強調的是體積比能量。   

日本的固態電池電解質明確硫化物為主，正極材料三元為主，體積比能量為標志性目標，全面提升電池的六角形指標，如倍率、動力率、耐久性、安全性、低溫適應性等。

歐洲全固態電池路線中，對重量比能量的要求也不高，2035年要實現重量比能量350Wh/kg，但是體積比能量要求很高，到2035年要接近1000Wh/L。電解質體系比較多樣，包括氧化物、硫化物等，硫化物對應的電池負極可以配硅碳，可以配鋰金屬，最終是配鋰金屬。

而在中國，據歐陽明高介紹，中國目前沒有國家級的全固態電池路線。“我們基本上是以重量比能量為核心，一般認為，到2025年達到350Wh/kg，2030年達到400Wh/kg，2035年達到500Wh/kg。”

國內目前全固態電解質和正極材料也是各種各樣，電解質包括硫化物、氧化物、鹵化物，正極包括富鋰錳基和三元鋰。

“對全固態電池目前國內還沒有達成共識，方案多元，主流技術路線沒有確定，輿論上一般是以宣傳高比能量凸顯先進性。因為新能源汽車競爭太激烈，卷得太厲害，大家適當做一點宣傳，是合理的。”歐陽明高說。

但歐陽明高認為，以新能源汽車和液態鋰離子電池技術在我國的發展歷史來看，確立全固態電池的技術路線仍然非常重要。最典型的就是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池之爭，當年海外更多的選擇三元鋰電池為主的時候，中國選擇以磷酸鐵鋰電池為主，如今磷酸鐵鋰70%的市占率證明了這一路線的正確。

近期3—5年，打通全固態電池的技術鏈

針對近期目標，歐陽明高認為全固態電池要比現有使用液態電解質的磷酸鐵鋰電池體積比能量提升1倍，其他性能全方位改進，如低溫性能，快充性能、安全性能等。對此，需要先把技術鏈打通。

以歐陽明高的院士工作站（四川新能源汽車創新中心）為例，據介紹，目前，團隊在300Wh/kg、600 Wh /L硫化物全固態電芯做了相關工作。

例如，中心自主開發的硫化物固態電解質，有基礎型、小粒徑型、摻雜型、包覆型，基礎材料離子電導率超過10mS/cm，規模化量產后比現在市場上的硫化物成本降80%以上。將來如果考慮回收，全固態電芯成本有希望低到0.4元每瓦時。

展會現場歐陽明高院士工作站宣傳圖片，澎湃新聞記者森寧拍攝

固態電解質膜，目前團隊的固態電解質膜厚度做到25微米，離子電導率3 mS/cm，本身的熱穩定性較好。

此外，電芯采用復合正極，高壓時，壓實密度可以做到3.5g/立方厘米，面容做到大于6mAh/立方厘米，復合負極采用硅碳負極，技術的特點是成本低，能耗低。

展會現場歐陽明高院士工作站宣傳圖片，澎湃新聞記者森寧拍攝

在制備工藝方面。歐陽明高認為，相比于卷繞，固態電池最好使用疊片工藝，這樣貼合最好。界面修飾有必要，需要采用一些智能材料來修補。

制造界面的控制方面，全固態電池可采用干法、濕法，現在其團隊正在跟頭部設備廠商合作，開發專用設備，打通全固態電芯的連續裝配工藝流程，建立全固態電池生產線。

中期5—10年，突破高比能量全固態電池，必須用鋰金屬

歐陽明高認為，全固態要實現500Wh/kg、1000Wh/L的目標，電池負極必須用鋰金屬，但鋰金屬有兩個問題：巨大的體積膨脹和枝晶生長。國內外有三種應對辦法：一是構建三維復合骨架；二是三星SDI公司的做法，采用輕鋰層；三是日產公司的做法，采用中間過渡層。

此外，全固態鋰金屬電池的難點還在于提升電池的循環次數，據歐陽明高介紹，目前500Wh/kg的鋰金屬電池大概只有幾十次的循環，還要做大量的工作。不光是循環，還有快充和安全，因為鋰金屬熔點是180攝氏度，這些都需要攻關。

值得一提的是，就在近日，總部位于重慶的太藍新能源對外宣布在固態電池技術領域取得重大突破。公司成功研發出車規級單體容量120Ah、實測能量密度高達720Wh/kg的超高能量密度體型化全固態鋰金屬電池。不過，太藍新能源并未公布該電池的循環次數以及量產時間。

“如何找到鋰金屬負極過渡材料、輕鋰材料、骨架材料等，正極包負摻雜技術，連接劑、分散劑材料等，還有很多挑戰需要克服。所以時間緊、任務重、技術難，必須尋求新的研發范式的變革，即人工智能。”歐陽明高說。

在演講的最后，歐陽明高也提到，今年1月21日，中國全固態電池產學研協同創新平臺成立。“我們希望通過產學研協同來建立中國全固態電池的技術平臺，推進中國全固態電池技術研發，來保持中國固態電池領先優勢。”歐陽明高說。