1月21日，中國全固態電池產學研協同創新平臺在北京舉行揭牌儀式。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高分享了題為全固態電池的研發現狀與產學研協同創新的前景展望的報告，他提出，我國需要跨越創新周期，迎接國際新一輪電池技術競爭。

歐陽明高首先講述了全球全固態電池的研發背景，1992年液態鋰離子電池發明后迅速產業化，并在2000年后逐步應用于電動汽車，引發了新能源汽車革命。近十年來，以硫化物固態電解質為代表的新型固態電解質發展迅猛，離子電導率趕上甚至超過液態電解質。行業共識普遍認為，全固態電池是公認的下一代電池首選方案之一，被列入中國、美國、歐盟、日韓等主要國家發展戰略，也成為下一代電池技術競爭的關鍵制高點。

從全球固態電池產業布局來看，中國企業最多，日本和韓國企業雖然不多，但實力很強。美國主要是一些創業企業。歐洲主要是和美國的創業企業合作。

歐陽明高介紹，日本正舉國家之力推動全固態電池商業化，形成官-產-學聯盟，豐田、本田、日產目前在全球既做全固態電池研發，又搞整車生產，在電池與整車性能匹配結合方面比較有優勢，基本可以看作是整體行動。韓國三大電池廠在全固態電池方面也取得了實質性進展。尤其是三星，現在國內還有很多單位在復現其做出的全固態電池。

總體上，目前全固態電池產業路線圖不是一家公司布局，是很多公司，且是具有實力的公司，產業化時間都是在2027-2030年。

那么，中國要不要發展全固態電池？這是歐陽明高闡釋的關鍵問題。

中國目前是電池發展的領先國家，就算全固態電池2030年能產業化，要想替代液態鋰離子電池50%市場份額也至少需要二十到三十年。但是電動車現在也就只替代了30%，全球就驚呼中國車要領先了，不需要到50%，到1%就已經預警了。2016年，新能源汽車市場占有率達到1%的時候，全球開始向電動汽車轉向，對于汽車技術而言，1%是很重要的市場份額，不需要替代到50%，替代1%就已具有突破性意義。歐陽明高表示，現在，中國液態鋰離子電池產業發展成就輝煌，十年來能量密度提升3倍，成本下降80%以上，電池產量接近全球70%，可是如今電池行業也面臨產能過剩、行業內卷。

一方面是低成本電池的成本不斷下降，技術門檻比較低，涌進來的人就多，但并沒有完全滿足電動車客戶的需求，比如超級快充350千瓦以上，怎么在全壽命周期內不析鋰、不影響壽命、不發生安全事故，這是很大的挑戰。低溫續航則是另一個挑戰。還有體積能量密度要進一步提升。當然，不是沒有技術方案，而是面臨技術門檻不斷提高的挑戰。

另外，鋰離子電池技術創新周期大概是30年。第一個十年，從手機電池到動力電池，安全問題現在還在繼續解決。近十年來，智能化技術逐步在電池行業應用，行業內卷急需提質降本增效，辦法是數字化轉型，就是電池全生命周期全鏈條智能化。

下一個十年，或者現在已經開始的十年，歐陽明高認為是材料換代，由于磷酸鐵鋰和三元電池材料創新，鋰離子電池成為動力電池的主流，現在又到了新一輪材料創新周期，這個周期要到2030年左右，也就是說，全固態電池有可能2030年左右實現產業化。

面臨國內外競爭加劇，更要居安思危。歐陽明高認為，電池行業發展方向是低碳化、智能化、固態化。

為什么要搞全固態電池？因為全固態電池具有技術顛覆的性能潛力，不是說它有這個能力，是有這個潛力。首先是高安全性。從液態到固態，硫化物固態電解質的熱穩定性可以保持到300deg;C，液態電解質100deg;C就要蒸發，所以它增加了200deg;C的安全空間，對正常工作范圍有安全保障。

第二是高能量密度，現在雖然并沒有實現高能量密度，但是全固態電池有這個潛力。不僅從單體電池，而且從電池模組的角度也有這個潛力，因為可以做成雙極板，從單體和模組兩方面都可以提升能量密度。

第三是高功率特性。現在液態鋰離子電池的離子傳導是叫運載模式，要溶劑化，再要脫溶劑化，通俗講就是離子在液態電解質中移動需要坐船，但是鋰離子在固態電解液中間是跳躍模式，傳遞速率更高，導致充電速度大幅度提高，這就是高功率特性，這種快充和現在的快充大不一樣。

第四是溫度適應性。現在液態電池在低溫環境下續航里程不理想。液態電解質，鋰離子導率和溫度直接相關，全固態電池的電解質在-30deg;C和100deg;C范圍內都不會凝固，不會氣化，所以溫度適應性很好，不需要搞很復雜的熱管理，也不會因為冬天容量大幅下降。

最后是材料選擇范圍更廣，因為固態電池的電化學窗口寬。以上這樣一些特性可以同時滿足，所以全固態電池是動力電池重要的發展方向之一。

歐陽明高指出，當前中國固態電池技術路線多元化，以固液混合為主，國際上是以全固態為主。固液混合是氧化物和聚合物電解質等結合為主，硫化物在國內并不是主導技術路線。現在國內固態電池產業鏈比較完整，好多主流電池廠都在做固液混合、半固態，有些企業也在嘗試裝車。半固態電池的特點是固液混合電化學原理與液態鋰離子電池相同，不屬于顛覆性技術，是提升安全性的技術之一。半固態電池正在試裝車，但是良品率、電池成本、充電倍率、循環壽命這些問題還需要解決。

從全行業看，既要發展漸近性半固態技術路線，又要防范激進型全固態技術路線帶來的顛覆性風險。

全固態電池目前面臨的挑戰是巨大的，具有跨學科特性，技術門檻極高。首先是全固態電池產業化仍然面臨一系列的科學難題，需要從關鍵材料、界面、復合電極、單體電池不同層面進行解決。其次是全固態電池的工藝設備挑戰，必須與設備廠商同步。第三個問題是產業鏈挑戰，中國電池產業鏈是全球最強大的，現在如果做全固態電池，從原料到基材生產、電芯/電池包裝配、電池生產應用到電池回收，全生命周期的產業鏈都會造成巨大沖擊。中國全固態電池的研發目前來看認識還不統一、力量比較分散、產學研不協調，需要聯合起來建立協同創新平臺，共同突破全固態電池產業化的關鍵技術。

展望未來，歐陽明高表示，人工智能正在改變材料的研發范式，將大幅度加速全固態電池的研發速度，這為2030左右實現全固態電池產業化突破增加了確定性。

中國動力電池材料體系的研發和產業化發展趨勢，低成本電池很重要，這是現在的產業主體，但是同時也要高比能電池，我們要兩頭發力。高比能電池在2030年左右全固態電池產業化突破的可能性極大，我們要全力以赴，只爭朝夕，要有緊迫感，共同努力實現中國電池產業持續引領全球。