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[汽車之家 行業(yè)] 2月上旬，由中國全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)主辦的第三屆中國全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇高層論壇正式召開。本屆論壇聚焦行業(yè)共性關(guān)鍵問題，致力于為我國全固態(tài)電池突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量躍升，提供系統(tǒng)性支撐。

在本屆論壇，深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司研究院院長 李子坤發(fā)表了演講。他在演講中表示，解決鋰離子電池安全、成本、性能問題，走固態(tài)電池路線是行業(yè)共識(shí)。但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，對于全固態(tài)電池的開發(fā)中，不是把硫化物做好就行了，“怎么把材料用好”是攔在行業(yè)前面的一條鴻溝。

全固態(tài)電池當(dāng)下最大的問題是成本。李子坤認(rèn)為，行業(yè)不光是要做好材料降本，更重要的是電芯體系的降本，工藝技術(shù)的降本。

在貝特瑞看來，全固態(tài)電池未來的路還很長。所以，他們已經(jīng)把AI工具引入了全固態(tài)材料開發(fā)中。該公司已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)集合了從信息收集、方案設(shè)計(jì)，到材料制備、材料測試的集成式Ai平臺(tái)，并投入使用。AI平臺(tái)，不僅減少了人力在查閱資料、數(shù)據(jù)分析等方面的工作，還能幫助研發(fā)人員做材料的性能預(yù)測。

以下為演講實(shí)錄（精編）：

提到固態(tài)電池，我們都知道，現(xiàn)在鋰離子電池應(yīng)用上出現(xiàn)的瓶頸?，F(xiàn)在不管是車子，還是儲(chǔ)能，還是數(shù)碼，提的最多的，一個(gè)是安全，一個(gè)是成本，還有一個(gè)是性能。

那么如何解決這個(gè)問題？基本上大家的思路都是高度一致的：固態(tài)電池。在固態(tài)電池里面，我們說，解決安全和比能這兩個(gè)重要的需求點(diǎn)，暫時(shí)來看應(yīng)該是沒有任何問題。所以，固態(tài)電池確實(shí)也成為下一代鋰離子電池的研發(fā)的熱點(diǎn)。

我們看到近期媒體上的一些報(bào)道，不一定準(zhǔn)確，對于固液混合電池的使用和全固態(tài)電池的使用，像廣汽、上汽、億緯鋰能、小鵬都給出了自己的一些觀點(diǎn)?，F(xiàn)在，圍繞固液態(tài)電池，我們已經(jīng)看到了一些使用，在一些數(shù)碼產(chǎn)品上，并且現(xiàn)在也逐漸向動(dòng)力電池和儲(chǔ)能上進(jìn)行延伸。

我們貝特瑞自己是做材料的，不管是配合固液混合電池的正負(fù)極材料、電解質(zhì)材料。我們這里的電解質(zhì)材料，可能更加趨向于氧化物型的和聚合物型的。像我們的氧化物現(xiàn)在實(shí)打?qū)嵰呀?jīng)是批量出貨的一個(gè)狀態(tài)。所以，現(xiàn)在固液電池的這種應(yīng)用，在我們看來，已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用場景了。

那么對于全固態(tài)電池，現(xiàn)在更多的是以示范的形式存在。我們從國外的第三方摘取到的一些數(shù)據(jù)顯示，未來10年里，固態(tài)電池的復(fù)合增長率其實(shí)是非常高的。也就是說，不管是我們國內(nèi)，還說從國際的角度上，大家都非常認(rèn)可固態(tài)電池接下來的這種發(fā)展的節(jié)奏。

他們也給了一個(gè)數(shù)據(jù)，我們覺得還是挺激進(jìn)的，就是到2035年，全球電池市場是500GWh，其中全固態(tài)占了41%。

那么對于全固態(tài)電池，我們研發(fā)整個(gè)歷程，從以前常規(guī)的液態(tài)電池里面，我們關(guān)注的技術(shù)更多的比方說高鎳三元的這種包覆，包括硅負(fù)極的這種預(yù)鋰化。這是在前些年，我們的液態(tài)電芯上，核心攻關(guān)的一些技術(shù)。

到了半固態(tài)，也就是固液混合的體系里面，我們現(xiàn)在的氧化物目前用的比較多的幾個(gè)典型的應(yīng)用場景，像隔膜涂覆，包括極片涂覆、集流體涂覆，還有正極的包覆，現(xiàn)在是用的是最多的。其中以隔膜涂覆占主導(dǎo)。

所以在集流體和極片上的涂覆技術(shù)，我們也是在同步進(jìn)行推動(dòng)。包括隔膜的一些涂覆技術(shù)以及搭配的聚合物的原位固化技術(shù)。尤其在一些數(shù)碼產(chǎn)品上，其實(shí)實(shí)際上已經(jīng)在使用了。

對于全固態(tài)體系，是不是把硫化物做好就行了？不是。

從我們和客戶端反饋回來的數(shù)據(jù)顯示，怎么把材料用好，是攔在我們前面的一條鴻溝。所以，我們也非常關(guān)心干法電極的技術(shù)，也在跟我們的客戶一起在推動(dòng)相關(guān)的技術(shù)，包括低成本的硫化鋰。因?yàn)榱蚧锏暮诵?，我們認(rèn)為是硫化鋰，低成本的硫化鋰的合成，其實(shí)非常的關(guān)鍵。還有對于負(fù)極搭配的金屬鋰，如何讓金屬鋰實(shí)現(xiàn)綜合性能的提升。

所以，我們這里重點(diǎn)推崇的是骨架材料的路線。像我們的骨架材料在客戶側(cè)，不論是日韓客戶，還是國內(nèi)客戶，現(xiàn)在已經(jīng)拿著我們的骨架材料在進(jìn)行匹配適用。

在半固態(tài)體系里面，我們推崇的是高鎳三元和硅基負(fù)極。這個(gè)也是貝特瑞的優(yōu)勢材料。然后，中間我們就搭配的是氧化物和聚合物，兩種電解質(zhì)復(fù)合使用。

那么在全固態(tài)體系里面，我們正極優(yōu)先推崇的高鎳三元和硅基富鋰錳；負(fù)極材料的話，我們用的是鋰碳復(fù)合材料；電解質(zhì)側(cè)，我們優(yōu)選的是硫化物電解質(zhì)。

當(dāng)前全固態(tài)電池面臨的問題，首先是成本，現(xiàn)在整個(gè)電芯的制造成本極高。這個(gè)是從不光是要材料降本，更重要的是電芯體系的降本，工藝技術(shù)的降本，這個(gè)是關(guān)鍵.

在全固態(tài)里面，如果采用高壓的方式，我們覺得未來也會(huì)面臨極大的挑戰(zhàn)。還有化學(xué)穩(wěn)定性，硫化物在固態(tài)電芯里，一旦遇到電池的濫用工況的時(shí)候，就可能會(huì)出現(xiàn)硫化氫，這種氣體。我們覺得，采用硫化物的化學(xué)穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。還有正負(fù)極側(cè)，本來硫化物的電壓范圍是比較窄的，1.5~2.5，它在正極層容易被氧化，在負(fù)極層容易被還原。

還有一個(gè)最關(guān)鍵的就是，界面的問題。尤其在負(fù)極側(cè)，出現(xiàn)膨脹了怎么辦？

所以，如何打造出這種這種更寬的電壓范圍的硫化物的材料的研究，我們現(xiàn)在也正在進(jìn)行推動(dòng)。

我們推崇的是硫化物路線。目前，我們自己實(shí)驗(yàn)室按照碳熱還原模式做出來了低成本、高純的硫化鋰?，F(xiàn)在，我們也在對外送樣。純度達(dá)到99.9%以上，是沒有問題的。而且我們現(xiàn)在也在跟行業(yè)中的一些合作伙伴，想推動(dòng)低成本的硫化物路線來實(shí)現(xiàn)批量化。

那么基于硫化鋰得出來的鋰、磷、硫、氯的硫化物電解質(zhì)材料的話，目前的電導(dǎo)率可以差不多做到10的-2次方。

還有就是對于力度的管控，因?yàn)檫@個(gè)硫化物用在電解質(zhì)側(cè)，還是在正負(fù)極側(cè)摻混使用，它對力度的管控要求其實(shí)是極高的。

在電解質(zhì)側(cè)，我們使用的基本上都是以大于5微米級(jí)的這種硫化物為主導(dǎo)。在正極添加劑里面，我們就是為了迎合正極大顆粒的這種需要，所以這種硫化物，盡可能的把顆粒做小，這里我們的典型的是0.5個(gè)微米。

那么對于離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率，用在電解質(zhì)側(cè)和用在正負(fù)極添加劑里面，它的要求也是不一樣的。電解質(zhì)側(cè)的離子電導(dǎo)率也是要求比較高的，那么電子電導(dǎo)率就要求盡可能的低。在正極添加劑里面的話，我們希望電子電導(dǎo)率能高一些。

在全固態(tài)體系里面正極，我們是把富鋰錳是排第一位的，公司內(nèi)部現(xiàn)在在富鋰錳材料的構(gòu)建上，我們也采取了一些這個(gè)摻雜和包覆的技術(shù)，目的就是為了解決它在循環(huán)等方面遇到的一些問題，包括富鋰錳的微晶的結(jié)構(gòu)。

在負(fù)極側(cè)，我們現(xiàn)在優(yōu)先選的是金屬鋰負(fù)極材料，我們是基本的設(shè)計(jì)思路就是要在富金屬鋰和骨架材料進(jìn)行復(fù)合。同時(shí)，我們在骨架材料的孔內(nèi)，設(shè)計(jì)了空洞，目的其實(shí)很簡單，就是為了在后期的循環(huán)里面，金屬鋰能盡可能的往孔洞內(nèi)進(jìn)行沉積。這個(gè)方法對降低膨脹、提升循環(huán)是非常有效的?，F(xiàn)在，我們的很多客戶也正在進(jìn)行測試。

圍繞全固態(tài)電池體系，在正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料之外，我們也非常關(guān)心如何把這些材料做好。目前來看，我們干法極片的電芯，倍率性能確實(shí)比濕法要好一些。無數(shù)次的論證，我們基本上都能得出這個(gè)結(jié)論。

干法負(fù)極的循環(huán)衰減性，我們也進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)SEI膜的生長是當(dāng)下的主要障礙。干法三元極片，現(xiàn)在基本上能做。但是干法磷鐵極片現(xiàn)在問題會(huì)比較多。

現(xiàn)在，干法電極遇到了一些工藝上面的障礙，會(huì)影響材料的使用。比方說，PTFE的粘接劑在負(fù)極側(cè)的副反應(yīng)，干法的混料存在均勻性問題。還有干法極片的輥壓厚度的一致性和均勻性問題。然后，還有就是極片涂覆的幅寬，濕法幅寬可以做到1.2米，但干法目前最大的差不多0.8米。

對于同一個(gè)產(chǎn)品的工藝?yán)锩?，濕法的極片涂覆轉(zhuǎn)速是比較快的，但是干法確實(shí)是很慢。目前，干法負(fù)極的成膜速度差不多是80米/分鐘，熱負(fù)荷會(huì)更慢。還有顆粒間的粘合力，也就是負(fù)極極片的內(nèi)聚力偏低。這個(gè)除了跟粘結(jié)劑有關(guān)，還有跟粉體材料的粒度分布有很大的關(guān)系。

然后，干法工藝還存在對主材有較強(qiáng)選擇性的問題。不是說隨便拿一種現(xiàn)在液態(tài)的正負(fù)極材料往干法電池上去裝就能裝的好的。還有對于混合干粉表征的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在是沒有的。

我們認(rèn)為，雖然全固態(tài)電池在過去也研發(fā)了好幾年了，但是未來的路還很長。所以，從這個(gè)階段，我們把AI工具植入進(jìn)去了，絕對會(huì)有利于我們未來全固態(tài)材料開發(fā)的節(jié)奏提升。

我們是從信息收集、方案設(shè)計(jì)，包括材料制備，包括未來的材料測試，做到了一個(gè)集成的Ai平臺(tái)中?，F(xiàn)在，在我們貝特瑞，AI平臺(tái)已經(jīng)在用了。我們AI+固態(tài)電解質(zhì)材料開發(fā)的項(xiàng)目框架中，我們是從業(yè)務(wù)場景往前推的。

我們的實(shí)驗(yàn)室，也在我們的貝特瑞自己的AI平臺(tái)上建立了自己的AI問答系統(tǒng)。我們現(xiàn)在已經(jīng)在用了。說實(shí)話，還是挺好用的。它能把我們多少年前積累的數(shù)據(jù)集成在一起，減少了大量人力在查閱資料、數(shù)據(jù)分析方面的工作。

我們的平臺(tái)上，AI 還能做性能預(yù)測?，F(xiàn)在，我們正在推的性能預(yù)測，比方說我的電芯要做這種高功率或者高倍率的電芯，要選擇什么樣的電解質(zhì)材料？這個(gè)電解質(zhì)材料具備什么樣的基礎(chǔ)特征……這些性能預(yù)測，AI都是可以實(shí)現(xiàn)。

時(shí)間關(guān)系，我就跟大家分享這么多。