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王庆生:谨防固态电池技术夸大 科学技术必须严谨务实

2025遂宁国际锂电产业大会现场

2025遂宁国际锂电产业大会现场

能源财经网9月19日讯(陈语 四川遂宁 图文直播)9月18日-20日,“2025遂宁国际锂电产业大会”在四川遂宁召开。本届大会以“锂向新质 智胜未来”为主题,聚焦锂矿资源、液态锂电池、固态电池、钠电池、储能等热点赛道和话题,特邀中国、俄罗斯、印度、德国、澳大利亚、加拿大等海内外大咖精彩分享,特设新品技术展示、供需资源对接、产业基金专题对接、园区参观等环节,汇聚行业知名院士、专家、产业链上市公司、专精特新企业、国内外投资机构等400+各界人士,共同探索产业高质量发展之路,推动上下游供需共振,促进产业创新升级。

俄罗斯-圣理工大学教授/中俄新能源材料技术研究院院长王庆生

俄罗斯-圣理工大学教授/中俄新能源材料技术研究院院长王庆生

19日下午,俄罗斯-圣理工大学教授/中俄新能源材料技术研究院院长王庆生在本次大会固态电池分论坛上作了题为《“准固态聚合物电池”新质生产力技术-推动锂电产业发展》的主题演讲,分享了新能源产业信息与政策、新型电池技术发展现状、准固态聚合物锂离子动力电池性能等,能源财经网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

王庆生提到,新质生产力的特点是创新,关键在质优,本质是先进生产力,由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生,既包括技术和业态模式层面的创新,也包括管理和制度层面的创新。

新能源车和电池产业呈现四大特征

王庆生分析称,目前,中国新能源汽车和电池产业已经度过了野蛮生长的阶段,呈现出以下特点:

1.洗牌加速完成:“骗补”时代和PPT造车的企业已被基本出清,市场进入“硬实力”竞争阶段。

2.头部效应极致化:无论是整车还是电池领域,资源和市场份额都急速向头部几家巨头集中。

3.技术竞争白热化:竞争焦点从“有无”变成了“好坏”,电池技术(如麒麟电池、刀片电池、固态电池)、智能驾驶、电子电气架构等成为核心壁垒。

4.国际化竞争开启:存活下来的中国头部企业(如比亚迪、宁德时代、蔚来、小鹏等)开始大规模出海,与特斯拉、大众、LG新能源、松下等国际巨头在全球市场展开正面竞争。

“虽然总的企业数量难以精确统计,但活跃的市场主体数量在急剧减少”,在王庆生看来,电池新能源行业门槛已变得极高,新入局者除非拥有极强技术、资本和生态优势,否则很难再有机会。

固态电池发展瓶颈与改善策略

在新型电池技术方面,王庆生主要列举了质子交换膜燃料电池、氢燃料电池、金属空气电池、钠电池、全固态锂电池等几种电池亟待解决的技术问题。

其中,针对固态电池,王庆生认为,固态电池最大的发展瓶颈就是“界面问题”,例如固-固接触差,导致有效接触面积小,界面阻抗极高;电极与电解质接触面会发生化学副反应,形成一层阻碍离子传输的“钝化层”;电池充放电时,电极材料会膨胀收缩,刚性的固态接触容易破裂、剥离,导致性能迅速衰减。

为解决上述问题,中俄新能源材料技术研究院推出了“准固态多孔态聚合物锂离子电池技术”,该技术是介于液态体系和凝胶态和纯固态体系之间,为解决液态电池不安全性和固态、凝胶态体系倍率性能差的问题开发的一款表面干态无游离态电解质的多孔态体系动力电池,采用无机复合杂化隔离膜技术结合相分离技术制备多孔电极,提高离子交换速度和交换量解决化学摩擦产热问题提升倍率性能;采用独特的外嵌集流体技术,有效提升循环寿命,降低物理极化,提高散热性能和倍率性能;采用有机无机复合膜及高分子聚合物材料技术提高电池安全性能;多孔结构电极拓宽了电池工作温度窗口。

谨防固态电池技术夸大,不负责任造势

本次大会上,王庆生还特别提醒:谨防技术夸大,不负责任造势。“我们要反对脱离技术本质的过度炒作,这不利于行业生态的健康发展。科学技术必须秉持严谨务实的态度,不应沦为资本运作的工具。”

大会上,王庆生针对“充电速度约3分钟即可充满100%(20C)”“低温性能-40℃环境下容量保持率超90%”“固态电池2026年成本有望降至1元/Wh”等固态电池技术夸大现象,做了重点讨论。

王庆生教授认为,20C的持续充电倍率在工程上是极难实现的,尤其是对于大容量电池。

具体来看,首先,电流的绝对数值是灾难性的:一个容量为100Ah的汽车电池,20C充电意味着2000A的电流。根据焦耳定律(P=I²R),产生的热量与电流的平方成正比。2000A电流所产生的热量是400A(对应2C充电)的25倍。这意味着需要极其夸张的散热系统(液冷板、制冷剂等)来防止电池瞬间热失控,其体积和重量可能远超电池本身,毫无实用价值。

其次,集流体、极耳、导线无法承受。在集流体方面,即使是厚达50μm的铜箔,其电阻尽管很小,在2000A电流下也会产生巨大的欧姆热和电压降。在极耳方面,需要极其庞大的多层超声焊接极耳,其尺寸可能比电芯本身还大,否则连接点会直接烧毁。在导线方面,承载2000A电流需要粗如手臂的电缆,根本无法在车辆上布置。

还有,电化学极化是致命的:在20C的超高倍率下,锂离子在电极材料中的固相扩散速度根本跟不上,会导致严重的浓度极化,电压急剧飙升或骤降,实际根本无法充进多少电量。大的电流会瞬间导致负极严重析锂,生成锂枝晶,一次这样的超快充就足以让电池寿命终结并带来严重安全隐患。

王庆生总结说,所谓的“3分钟充电”几乎可以肯定是在容量极小的电池中应用不具有实际意义,在这种尺度下,散热、电流、极化问题都被极大地掩盖了。将其直接类比到车用大电池上,是典型的 “尺度谬误”,具有极大的误导性。

针对“低温性能-40℃环境下容量保持率超90%”这一宣传点,王教授直言:不提放电倍率的低温性能就是“无意义的”。

首先要考虑低温性能-40℃情况下,放电倍率是0.1C还是0.01C还是1C,这很重要,在接近零下40摄氏度的极寒环境下,离子电导率极低。此时如果以极其微小的电流(如0.01)进行放电,这杨的数据毫无实际应用价值。

其次也要考虑实际应用需要的功率:汽车启动、加速、运行需要的是功率。在-40°C下,电池的实际输出功率会暴跌。可能连车载空调都带不动,更别说驱动车辆行驶了。一个有90%电量却无法输出有效功率的电池,等于一块“冰冷的砖头”。

在王庆生看来,行业真正的挑战是在合理的放电倍率下保持可用的容量和电压平台。目前没有任何已知的商业化大容量电池技术能做到在-40°C、0.5C倍率下容量保持率超过50%。

还有观点称,固态电池2026年成本有望降至1元/Wh。对此,王庆生反驳道,一项集合了“超快充”“超低温”“绝对安全”‘’长寿命”等所有前沿科技的、尚未经大规模量产验证的“颠覆性”技术,其成本目标竟然设定得比已经卷到红海、高度成熟优化了十年的现有技术还要低,这违背了最基本的“技术溢价”和“研发成本分摊”的商业规律。唯一的解释是,这个成本数字是随意编造出来的,缺乏任何实质性的供应链和制造工艺分析作为支撑。

行业普遍的共识是,固态电池量产的初期成本将是现有电池的2倍以上,即>1元/Wh,随后通过技术迭代缓慢下降。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

【责任编辑:陈语】

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