2025年2月15日,2025中国全固态电池产学研协同创新平台(CASIP)年会暨第二届中国全固态电池创新发展高峰论坛在北京举行,300多位专家聚首共商全固态电池发展。中国科学院院士、中国全固态电池产学研协同创新平台理事长欧阳明高指出,全固态电池作为下一代动力电池的核心方向,是突破现有锂电体系能量密度(目标500 Wh/kg)与安全性瓶颈的关键路径。全球竞争已进入"关键技术攻坚期",我国需通过产学研深度协同,加速构建自主可控的技术生态体系。
欧阳明高的演讲传递出明确的信息:2025年,全固态电池的发展将确定主攻技术路线。
CASIP是什么?
中国全固态电池产学研协同创新平台(CASIP)由欧阳明高院士牵头,联合院士专家、领军企业、知名高校、研究机构,以及地方政府共同发起,在中国产学研合作促进会的指导下,于2024年1月在北京成立。平台立足于国家发展战略和产业需求,致力开展高水平的学术交流和技术协同攻关,研判技术路线,搭建公共服务平台,加速推进我国全固态电池产业化进程。
会上欧阳明高院士预测,以硫化物为主体电解质的轿车第一代全固态电池将于2025~2027年实现量产;第二代全固态电池将于2027~2030年实现量产;第三代全固态电池将于2030~2035年量产。
“当前要聚焦以硫化物电解质为主体电解质,匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线,以能量密度400瓦时/公斤、循环寿命1000次以上为性能目标,确保2027年实现轿车小批量装车,2030年实现规模量产。”中国科学院院士欧阳明高表示,为实现这一目标,当务之急是要建立全行业共性基础材料供应链。
全国政协常委、经济委员会副主任苗圩也将全固态电池的量产时间节点锁定在2027年。苗圩表示,尽管固态电池产业化仍需解决技术、工艺和成本的问题。但从当前全球研发进展来看,随着量产技术工艺逐渐成熟,2027年前后全固态电池将实现小批量生产。
主要内容如下:
会上,欧阳明高发表了主题为《产学研协同构建中国全固态电池技术平台——全固态电池材料创新与研发平台升级》的主旨报告,研判全固态电池技术路线,明确总体思路,当前要聚焦以硫化物电解质为主体电解质匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线,以比能量400瓦时/公斤、循环寿命1000次以上为性能目标,确保2027年实现轿车小批量装车,2030年实现规模量产。为了实现这一目标,首先要建立全行业共性基础材料供应链,报告中以欧阳明高院士团队为例介绍了硫化物固态电解质、高镍三元复合正极和硅碳复合负极研发进展,尤其是新型低能耗低膨胀长寿命一步法硅碳负极批量化匹配国内全固态电池开发的进展。
当前正值全球AI技术快速迭代关键时期,大语言模型和AI for Science结合,升级研发平台,成为全固态电池关键材料体系创新与构建的加速器。欧阳明高院士团队已联合行业三十余家企业,开展了全固态电池垂直领域大模型的研发与优化,构建全行业共享的研发公共服务平台,探索新型AI for Science科研新范式,将最新的AI技术落地到全固态电池研发及产业化进程中。倡导全行业共同努力、开放合作,共同构建AI for全固态电池的创新发展新模式,让中国电池产业持续引领全球。
正负极材料是关键
在全固态电池领域,正极、负极材料非常关键,欧阳明高提出,电池企业既是电池产品生产企业,也是材料企业。
在负极材料中,石墨/低硅、高硅硅碳、锂金属三类都受到人们的关注,2030年前硅碳是重点。日本NEDO SOLiD-Next项目(2023-2027)采用高镍三元石墨负极体系,重量能量密度200~300Wh/kg,重点攻关高功率、长寿命全固态电池。锂负极的挑战主要体现在枝晶生长和体积膨胀,形成锂枝晶就变成了“死锂”,体积膨胀降低了界面的高反应活性。
据介绍,清华大学-四川新能源汽车创新中心研究团队持续研发硫化物固态电解质,取得系列进展,系列硫化物固态电解质产品的基础型离子电导率>11 mS/cm;小粒径型材料D50<500nm,离子电导率>4.5 mS/cm;分别针对正负极材料进行界面优化,显著提升复合电极循环稳定性。超薄电解质膜可实现20μm电解质膜的连续化制备,转印前后均具有良好的柔韧性和加工性能,离子电导率达1.4 mS/cm,可实现软包电池良好的循环性能。在产业化方面,创新中心已实现批次稳定性优异,2025年推向产业化,并对头部企业进行小批量销售和送样测试。
目前,全球已有众多企业布局硫化物固态电解质,建立了小批量供应能力,正在重点攻克大规模生产工艺。丰田合作企业出光兴产即是其中之一,开始设计年产百吨级硫化物固态电解质大规模中试装置,2027-2028年实现商业化,2030年达万吨规模。国内企业中,赛科动力、中科固能、瑞逍科技等也在发力,赛科动力硫化物固态电解质实现公斤级稳定出料,2025年将建设年产百吨级制备及整形中试线;中科固能于2024年底宣布建成百吨级连续自动化硫化物固态电解质生产线;瑞逍科技预计2025年建成硫化物固态电解质生产基地并达到百吨级生产能力,2028年实现年产6000吨的目标。
欧阳明高指出,确立固态电池技术路线,需要回答3个问题:
1、 硫化物、氧化物、聚合物、卤化物,哪种是主要的技术路线?
2、 量产的时间是什么时候?
3、 用什么手段实现量产?
他进一步表示,什么时候可以投入量产是最难预测的事情,有时一个难题长期没能得到解决,量产时间不得不推迟,有时也许在某个时间节点实现一个重大突破,量产过程很顺利。即便如此,欧阳明高院士团队根据历史经验给出了他们的预测。
2025~2027年,石墨/低硅负极硫化物全固态电池以200~300Wh/kg为目标,攻克硫化物固态电解质,打通全固态电池的技术链,三元正极和石墨/低硅负极基本不变,向长寿命大倍率方向发展。
2027~2030年,高硅负极硫化物全固态电池以400Wh/kg和800Wh/kg为目标,重点攻关高容量硅碳负极,三元正极和硫化物固态电解质仍为主流材料体系,面向下一代乘用车电池。
2030~2035年,锂负极硫化物全固态电池以500Wh/kg和1000Wh/kg为目标,重点攻关锂负极,逐步向复合电解质(主体电解质+补充电解质)、高电压高比容量正极发展(高镍、富锂、硫等)。
AI助力固态电池研发
我们已进入了AI时代,欧阳明高说,要善于运用AI强大的计算、推理能力助力固态电池研发。“DeepSeek火遍全球,我们既要看到DeepSeek在电池知识问答和电池文本挖掘任务上均表现优异,在电池设计任务上具备初步的总结能力,尚欠缺科学分析能力,仍需要垂直领域大模型解决问题。”欧阳明高说。
AI时代,科研从仿真方法逐步过渡为智能化全自动研发新模式,通过智能化方法实现电池设计全流程自动化,实现多变量高维空间快速寻优,加速设计迭代。
智能化全自动研发包括交互模式、检索模式、计算模式的革新。固态电池创新平台将构建基于人工智能的能源材料研发平台,一是基于大语言模型建立智能化的大型材料数据库;二是基于材料文献数据库与大语言模型开发能源材料垂直领域大语言模型;三是垂直领域大语言模型接入专家智能体,获得专业计算能力。
欧阳明高提到,电池设计正从第二代的仿真驱动向第三代基于AI的电池智能设计(BDA)技术方向发展,电池智能设计技术可将电池研发效率提升1~2个数量级,节省研发费用70%~80%。
为了实现AI的电池智能设计,固态电池创新平台制定了时间表,2025年1月实现平台内测数据积累及交互,2025年12月,固态电池创新平台将有智能研发平台发布版本,战略目标是上线全固态电池智能研发平台。
欧阳明高院士演讲,具体内容如下:
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作者:本刊编辑部
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