2025遂寧國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會(huì)現(xiàn)場
電池百人會(huì)-電池網(wǎng)9月19日訊（林音 四川遂寧 圖文直播）9月18日-20日，“2025遂寧國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會(huì)”在四川遂寧召開。本屆大會(huì)以“鋰向新質(zhì) 智勝未來”為主題，聚焦鋰礦資源、液態(tài)鋰電池、固態(tài)電池、鈉電池、儲(chǔ)能等熱點(diǎn)賽道和話題，特邀中國、俄羅斯、印度、德國、澳大利亞、加拿大等海內(nèi)外大咖精彩分享，特設(shè)新品技術(shù)展示、供需資源對(duì)接、產(chǎn)業(yè)基金專題對(duì)接、園區(qū)參觀等環(huán)節(jié)，匯聚行業(yè)知名院士、專家、產(chǎn)業(yè)鏈上市公司、專精特新企業(yè)、國內(nèi)外投資機(jī)構(gòu)等400+各界人士，共同探索產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路，推動(dòng)上下游供需共振，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級(jí)。
蜂巢能源科技股份有限公司前沿技術(shù)研發(fā)總經(jīng)理苗力孝
19日下午，蜂巢能源科技股份有限公司前沿技術(shù)研發(fā)總經(jīng)理苗力孝在本次大會(huì)固態(tài)電池分論壇上作了題為《全固態(tài)電池的突圍戰(zhàn)——六大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)預(yù)判》的主題演講，分享了全固態(tài)電池的特點(diǎn)、面臨的挑戰(zhàn)及6大關(guān)鍵技術(shù)問題研判等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：
“電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新‘百花齊放’，電池體系創(chuàng)新‘英雄所見略同’”大會(huì)上，苗力孝分析稱，液態(tài)電池體系之所以存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)是由所采用材料體系的本征特性帶來的，行業(yè)已形成共識(shí)：將易燃有機(jī)電解液替換為固態(tài)電解質(zhì)，有望實(shí)現(xiàn)電池性能和安全性的重大突破。
目前行業(yè)主要關(guān)注的三大全固態(tài)電池各有特點(diǎn)：聚合物固體電解質(zhì)中聚合物層的均一性、完整性無法在電芯制程中進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，很難真正實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)；氧化物固體電解質(zhì)脆性高易碎，材料難以形變，目前主要用于半固體電池添加劑；硫化物固體電解質(zhì)具有高離子電導(dǎo)率和柔軟易形變的特點(diǎn)，是最有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模化制造，替代現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池體系的類型，但也存在諸多挑戰(zhàn)。
苗力孝介紹說，全固態(tài)電池與現(xiàn)有液態(tài)電池相比，是對(duì)現(xiàn)有液態(tài)電池從材料、設(shè)計(jì)到制造全方位顛覆性的技術(shù)。根據(jù)蜂巢能源的研究統(tǒng)計(jì)， 目前全固態(tài)電池在材料、設(shè)計(jì)、制造、設(shè)備等多個(gè)方面還存在172個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)，其中最關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)有六個(gè)：
一是最難的科學(xué)問題——固固界面接觸問題。全固態(tài)電池內(nèi)部，正極材料、負(fù)極材料、固態(tài)電解質(zhì)材料均通過固態(tài)顆粒之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸，導(dǎo)致全固態(tài)電池內(nèi)阻大，倍率性能差； 在充放電過程中體積膨脹收縮將導(dǎo)致固固接觸脫離，電池循環(huán)性能迅速惡化。
新的解決策略是突破傳統(tǒng)全固態(tài)電池的定義（不含任何液體），通過添加少量阻燃高沸點(diǎn)液態(tài)鹽（離子液體）來填充在固體顆粒之間的空隙，使固固界面接觸轉(zhuǎn)為液固接觸，固固界面問題不復(fù)存在。
但也面臨新的挑戰(zhàn)：離子液體的引入可能與硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料、集流體發(fā)生新的副反應(yīng)，在正極表面可能會(huì)發(fā)生氧化，負(fù)極表面可能發(fā)生還原。
二是最緊迫的材料穩(wěn)定性問題——對(duì)水敏感釋放有毒氣體。硫化物固態(tài)電解質(zhì)對(duì)水非常敏感，接觸水后瞬間產(chǎn)生有毒氣體H2S，即使在露點(diǎn)-60℃的干房條件下依然會(huì)分解產(chǎn)生大量有毒氣體，同時(shí)材料失活，離子電導(dǎo)率大幅度下降。
新的解決策略是采用包覆技術(shù)，在固態(tài)電解質(zhì)材料顆粒表面包覆超薄、柔性、疏水聚合物層，直接隔離固態(tài)電解質(zhì)材料與空氣直接接觸。
面臨的新挑戰(zhàn)是：包覆層影響離子電導(dǎo)率，在混料過程中包覆層可能會(huì)被破壞，導(dǎo)致硫化物固體電解質(zhì)材料裸露。
三是最無語的致密化問題——易碎的硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜。硫化物固態(tài)為無機(jī)粉體材料，通過添加1%左右的粘合劑制備成固態(tài)電解質(zhì)膜，極易破碎，抗拉強(qiáng)度幾乎為零，無法進(jìn)行連續(xù)化和卷對(duì)卷制備，疊片制成電芯后需要通過等靜壓進(jìn)行（300~600MPa）致密化，膜的破碎導(dǎo)致電芯短路率極高。
新的解決策略是采用超薄大孔隙率聚合物膜作為內(nèi)支撐網(wǎng)絡(luò)，將固態(tài)電解質(zhì)直接涂布在支撐網(wǎng)上形成復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜，有效提高穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。有望解決連續(xù)化制造工程化問題，同時(shí)也有望解決制造工藝中絕緣膠框的工程化難題。
面臨的新挑戰(zhàn)是：固態(tài)電解質(zhì)顆粒與膜的粘結(jié)力目前較差，支撐膜需要在保持高孔隙率的前提下具有高強(qiáng)度，也具有很大挑戰(zhàn)。
四是最危險(xiǎn)的制成安全問題——有毒、致癌、易爆、腐蝕。全固態(tài)電池因?yàn)檎?fù)極中需要添加大約15%～30%的硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料，目前普遍采用濕法涂布工藝，采用有毒、致癌、易爆的二甲苯溶劑，該工藝段需要露點(diǎn)-60℃的全密封干房車間，操作人員需要身穿全密閉防護(hù)服和防毒面罩，很難規(guī)模生產(chǎn)。
目前有兩種新的解決方案：一是采用干法電極工藝，干法電極工藝設(shè)備目前國內(nèi)研發(fā)速度較快，已經(jīng)具備了中試條件。二是采用新型環(huán)保無毒溶劑，如酯類、醚類、烷烴類等對(duì)硫化物固態(tài)電解質(zhì)兼容的非極性溶劑。
面臨的新挑戰(zhàn)是：硫化物固態(tài)電解質(zhì)即使在露點(diǎn)-60℃的干房條件下采用干法工藝，依然會(huì)分解產(chǎn)生酸性有毒的H2S氣體，不但對(duì)人體有害，對(duì)設(shè)備的腐蝕也非常嚴(yán)重，特別是設(shè)備控制系統(tǒng)電路板；采用新型溶劑目前也帶來新的問題，就是溶劑無法徹底去除干凈，對(duì)于全固態(tài)電池即使溶劑殘留降到100ppm以下，但因?yàn)槿軇┦俏皆诓牧项w粒表面，在界面接觸處就是高濃度殘留，會(huì)產(chǎn)生新的副反應(yīng)以及影響鋰離子的傳輸。
五是最核心的成本問題——極高的材料成本難以商業(yè)化。硫化物固態(tài)電解質(zhì)目前售價(jià)約1000萬元/噸，預(yù)計(jì)2027年下降到200萬~400萬元/噸，以40Ah、400Wh/kg軟包全固態(tài)電池為例，現(xiàn)有原材料價(jià)格下，全固態(tài)電池的BOM成本中，硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料成本占比高達(dá)93.9%，而硫化物固態(tài)電解質(zhì)的主要原料硫化鋰目前市場價(jià)約400萬元/噸，占硫化物固態(tài)電解質(zhì)原材料成本85.6%，預(yù)計(jì)2027年下降到50萬~100萬元/噸，所以到2027年折算全固態(tài)電池BOM成本大約為3~5元/Wh，依然是液態(tài)三元電池成本的約十倍，因此需要大幅度降低硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料或者硫化鋰的成本。
新的解決策略是開發(fā)新的合成工藝，通常硫化鋰有固相、液相和氣相法三大類合成方法，各種方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，但液相法的多樣性帶來新的希望，原材料為硫化鈉、五硫化磷、氯化鋰，預(yù)計(jì)可將硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料的成本由1000萬元/噸下降到50萬元/噸以下，折算后全固態(tài)電池的成本有望下降到0.5元/Wh左右，接近液態(tài)電池。
面臨的新挑戰(zhàn)是：盡管新的一步法液相合成路線帶來了成本大幅度的下降，但選擇與硫化物固態(tài)電解質(zhì)相兼容的溶劑以及產(chǎn)品提純?nèi)コ軇┻€存在挑戰(zhàn)。
六是最尷尬的PACK集成問題——自適應(yīng)超高束縛壓力。全固態(tài)電池需要在自適應(yīng)的超高束縛壓力下，才能確保正負(fù)極與電解質(zhì)膜之間在充放電過程中始終保持緊密接觸，目前運(yùn)行壓力需要約20Mpa，在空間有限的PACK內(nèi)部保持自適應(yīng)高壓挑戰(zhàn)難度極大。
新的解決策略是拋棄傳統(tǒng)全固態(tài)電池概念，采用離子液體技術(shù)，將固固接觸轉(zhuǎn)換為液固接觸，高束縛壓力就不存在了，完全可以兼容現(xiàn)有PACK系統(tǒng)。
面臨的新挑戰(zhàn)是：離子液體與硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料、集流體發(fā)生新的副反應(yīng)，以及耐氧化還原問題還需要進(jìn)一步去研究解決，此外事故中PACK破碎產(chǎn)生毒氣問題依然存在。
“全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化實(shí)際上是一個(gè)持久戰(zhàn)，不是我們想象的那么容易，也不是我們想象的那么難，其最關(guān)鍵核心的六個(gè)技術(shù)問題已經(jīng)有了新的解決策略，全固態(tài)電池實(shí)際上已經(jīng)是以超出我們預(yù)期的步伐在前進(jìn)的。”苗力孝總結(jié)道，“新的策略也容易帶來新的問題，這正是我們科學(xué)發(fā)展的規(guī)律。”
據(jù)悉，蜂巢能源作為動(dòng)力電池頭部公司之一，在固態(tài)電池領(lǐng)域也展現(xiàn)出引領(lǐng)下一代電池技術(shù)變革的戰(zhàn)略決心。公司堅(jiān)持“先半固態(tài)，后全固態(tài)”的產(chǎn)業(yè)化路徑，兼顧技術(shù)成熟度與市場接受度，逐步推動(dòng)固態(tài)電池技術(shù)的商業(yè)化落地。
根據(jù)規(guī)劃，蜂巢能源將在2025年底完成10Ah級(jí)、400Wh/kg全固態(tài)電芯體系開發(fā)；2026年第一代半固態(tài)量產(chǎn)爬坡，第二代400Wh/kg半固態(tài)電池進(jìn)行開發(fā)；2028年推出第三代450Wh/kg半固態(tài)電池，并計(jì)劃于同年開發(fā)出70Ah以上、500Wh/kg純固態(tài)電池。
（以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
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