在2025年新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才交流會(huì)上,清華大學(xué)深圳國際研究生院副教授周棟指出,固態(tài)電池技術(shù)正成為破解新能源汽車?yán)m(xù)航焦慮與安全難題的核心突破口。他援引行業(yè)數(shù)據(jù)稱,預(yù)計(jì)到2030年全球乘用車市場新能源滲透率將突破50%,但當(dāng)前液態(tài)鋰電池因能量密度不足導(dǎo)致續(xù)航里程受限,電解液易燃易爆的特性更成為重大安全隱患。"國內(nèi)電動(dòng)車在安全性方面仍落后于燃油車,電池起火速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)燃油車,"周棟直言,"固態(tài)電解質(zhì)因其耐高溫、不泄漏的特性,是提升安全性的理想解決方案。"

針對(duì)固態(tài)電池三大技術(shù)路線,周棟進(jìn)行了系統(tǒng)對(duì)比分析:聚合物電解質(zhì)加工性能優(yōu)異但需60-80℃高溫環(huán)境;氧化物陶瓷材料空氣穩(wěn)定性突出卻存在脆性缺陷;硫化物體系離子電導(dǎo)率領(lǐng)先但易與空氣發(fā)生反應(yīng)。"目前沒有完美方案,"他坦言,"但通過構(gòu)建混合體系將液體含量控制在20%以下,可有效解決溶劑揮發(fā)與燃爆風(fēng)險(xiǎn)。"據(jù)其預(yù)測,半固態(tài)混合鋰電體系有望在2027年實(shí)現(xiàn)裝車應(yīng)用,而全固態(tài)電池規(guī)模化仍需突破更多技術(shù)瓶頸。
低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)虘B(tài)電池的需求成為討論焦點(diǎn)。周棟特別強(qiáng)調(diào),電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)對(duì)電池能量密度和安全性的要求遠(yuǎn)超現(xiàn)有鋰離子電池技術(shù)極限。"國際車企計(jì)劃2025年建成全固態(tài)電池試制線,2030年啟動(dòng)量產(chǎn);寧德時(shí)代、比亞迪等國內(nèi)企業(yè)已推出凝聚態(tài)電池產(chǎn)品,并在多技術(shù)路線布局專利。"他透露,清華團(tuán)隊(duì)正與多家企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān),重點(diǎn)突破固態(tài)電池在航空領(lǐng)域的適配性問題。
在科研成果展示環(huán)節(jié),周棟介紹了清華團(tuán)隊(duì)的多項(xiàng)創(chuàng)新突破。賀艷兵與康飛宇教授團(tuán)隊(duì)提出的陶瓷電介質(zhì)/電解質(zhì)異質(zhì)結(jié)構(gòu)耦合技術(shù),成功解決了鋰鹽解離和離子傳輸效率難題。該團(tuán)隊(duì)顛覆傳統(tǒng)界面層設(shè)計(jì)理念,首次將塑性特征作為組分篩選核心指標(biāo),使固態(tài)電池在超大電流下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定循環(huán)。"我們通過原位制備技術(shù)實(shí)現(xiàn)離子傳輸可視化,并成功研制出能量密度達(dá)620 Wh/kg的固態(tài)電池樣品,循環(huán)壽命接近百次。"周棟展示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,新型電池在極端條件下的性能表現(xiàn)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)液態(tài)電池。
盡管技術(shù)進(jìn)展顯著,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍面臨多重挑戰(zhàn)。周棟指出,無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)供應(yīng)鏈尚未完善,界面電阻過高導(dǎo)致能量效率損失,規(guī)模化生產(chǎn)設(shè)備缺失,安全測試標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立。"我們孵化創(chuàng)立的廣東省固態(tài)清能科技有限公司,已掌握超薄高電導(dǎo)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜的小批量制備技術(shù)。"他透露,該團(tuán)隊(duì)正在優(yōu)化大批量制造工藝,通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新加速技術(shù)轉(zhuǎn)化,"固態(tài)電池不僅是技術(shù)升級(jí),更是重塑能源產(chǎn)業(yè)格局的戰(zhàn)略機(jī)遇,需要持續(xù)投入突破成本與可靠性瓶頸。"




















