前不久，由工业和信息化部、四川省人民政府主办的2023世界动力电池大会在宜宾举行。与会代表围绕动力电池政策法规与标准、技术研究、智能制造、安全运输等行业热点，发布了重要成果。
随着我国新能源汽车产业的快速发展，动力电池需求旺盛，各大电池厂积极布局更多产能，动力电池企业竞争“白热化”。去年，中国动力电池界宣告，在全球产业话语权中扮演重要角色。我国锂盐和正极材料出货量都达到了全球总额的70%，负极材料出货量更占比超90%。未来智库预计，2025年我国动力电池市场销售规模将突破7000亿元。
产业竞争力稳居世界第一
坐落在重庆两江新区的重庆太蓝新能源公司，已打造出全球首款固态锂电池。《工人日报》记者6月25日走进太蓝新能源生产车间，见到了国内首条半固态锂电池量产线有序运转。
“缺芯少电”，曾是中国汽车产业转型升级的痛点，重庆也不例外。重庆市经济信息委汽车处负责人告诉记者，重庆虽然布局新能源产业多年，也在积极完善全产业链，但一直缺乏动力电池的企业，太蓝新能源的落地，恰好补齐了其中关键一环。
据工业和信息化部副部长辛国斌介绍，作为新能源汽车的核心部分，我国动力电池的材料和新技术应用不断取得突破，形成了从材料研发、电池生产、回收利用到设备支撑的全球产业链最全、规模最大的动力电池产业体系。
事实上，今年前5个月我国动力电池累计装车量为119.2GWh，累计同比增长43.5%。今年前5个月动力电池累计产量为233.5GWh，累计同比增长34.7%。天眼查数据显示，目前我国动力电池企业已达8600余家。
“工信部将从加强顶层设计、强化创新驱动、提升安全水平、健全回收利用体系等四方面，加快推动动力电池产业高质量可持续发展。”工业和信息化部装备工业一司一级巡视员苗长兴说，在有着下一代电池技术之称的固态电池技术方面，中国也正迅速接近世界先进水平，半固态领域更领先世界。
前不久，国内最大的固态电池生产基地——赣锋锂业固态电池生产基地在重庆两江新区投建，电芯年产能将达到20GWh（亿瓦时）。赣锋锂业重庆基地负责人彭林告诉记者，企业还将在两江新区建设固态电池研发中心、检测中心，引进高层次人才800多人，新增就业岗位3000多个。未来，重庆在固态电池技术上有望实现关键突破，引领行业发展。
电池江湖创投风起云涌
5月底，上汽集团发布公告，向清陶能源追加投资27亿元。清陶能源从研究固态锂电池产业起步，至今建成了全国首条固态锂电池量产线。与之相似的欣旺达，在去年8月宣布完成80亿元A轮融资，投后估值也达到了300亿元。
投资界VC情报局根据公开数据不完全统计，近一年动力电池行业融资事件97起，单笔融资额超亿元的项目比比皆是。
记者注意到，今年以来，已有多家固态锂电池企业获得新投资，例如高能时代、恩力动力、辉能科技等。在技术日趋成熟的大环境下，多家新能源汽车企业也纷纷加快在半固态锂电池领域开发合作的步伐。
重庆太蓝新能源公司副总经理李丹称，企业成立以来，陆续获得两江基金、君联资本、 中金资本等机构战略投资，近期正在推动B轮融资，计划2025年左右实现科创板上市。
众所周知，动力电池是新能源汽车最核心部件，被称作电动汽车的心脏，是汽车产业链中的重中之重。与此同时，这是一条万亿赛道，随着碳中和目标的提出，日后需求将会越来越大。重庆理英新能源科技有限公司，今年初完成了第一代富锂锰基产品研发，有效提高了电芯能量密度，并获得650万元天使轮投资，该项目还荣获了第一届明月湖国际创新创业大赛创新奖。
行业面临转型阵痛
中国化学与物理电源行业协会秘书长王泽深认为，2020年以来，在新能源汽车和储能产业快速发展的双重驱动下，锂电行业呈现出高达65%的年化增速。产量达750GWh，同比增长超过130%。
展望2023年，我国锂离子电池增速放缓，预计达到800GWh。发展中也面临着转型阵痛，如材料成本、价格上蹿下跳、锂电安全性、循环寿命、钠电产业化、回收利用、零碳、产能过剩等一系列挑战。
动力电池应用分会秘书长张雨表示，在碳中和目标及产业变革推动下，欧洲、北美、东南亚、南美等地区正在加速汽车电动化转型，扶持电动汽车、动力电池等产业发展，2022年全球新能源汽车在新车销售市场的渗透率仅为13.5%，可见全球市场增长潜力巨大，未来更大的市场空间需要产业链企业奋发努力。
我国动力电池产业还面临一些困难和挑战。中国工业经济联合会执行副会长路耀华分析，结构性矛盾依然突出，高端、低端产能分化加剧；企业面临在工艺、技术方面持续保持领先，以及稳住并扩大市场的压力；发达国家也在逐步加大对动力电池企业的投入和扶持，国际市场竞争日趋激烈。
“动力电池企业要加强与下游车企之间的协同，形成发展合力；加强供应链管理，确保原材料供应稳定、安全；加大对新材料新技术的研发投入，不断提升电池的可靠性、安全性等，逐渐解决续航里程短、充电慢等难题；要在电池回收方面做好文章。”路耀华说。
目前，电池产业出现了多元化、社会化无序竞争态势，低端产能过剩显现。需大力提质降本增效，淘汰落后，加快重组整合。在招商引资上，应严格技术标准，甄别论证技术路线，防止低水平重复建设。
中国工业经济联合会会长李毅中认为，要攻克电池的技术难关，应看到钠电池、固态电池等新型先进电池尚在实验试产中，企业要加大研发投入并重视团队建设。
重庆能源局局长王祖勋表示，目前以新能源汽车、动力电池、太阳能电池为代表的“新三样”是我国出口新的增长点。海关数据显示，2017～2020年中国动力电池出口额以每年20％～35％的速度稳步增长，到2023年出口金额达3836.56亿元，迎来86.7%的爆发式增长。
过去10年，液态锂离子电池的能量密度已经提升了2—3倍，目前已经接近理论上限。而全固态电池使用固体电解质替代了传统锂离子电池的电解液和隔膜，更安全、能量密度更高、循环性能更强，已成为业内公认的下一代动力电池的主要研发方向。
◎陈 科 通讯员 胡 健
近日，以“绿色新动力，世界新动能”为主题的2023世界动力电池大会在四川省宜宾市开幕。本次大会邀请了多位知名院士及专家出席，汇聚了300余位来自行业领军企业及跨国企业的重要嘉宾，聚焦下一代动力电池、全固态电池等行业热点话题，深度剖析动力电池行业势态与发展前景。
中国科学技术协会主席万钢在开幕式致辞中指出，要加大下一代动力电池技术研发的力度，科学判断下一代动力电池技术路线，重视新材料和以全固态电池为代表的新体系电池的基础研究、技术研发，系统解决新体系电池关键材料、系统集成等方面的技术难题，推进产业化应用与示范运行，同时开展市场和技术评估，为下一代动力电池规模化、产业化发展提供先行经验。
那么，什么是下一代动力电池？又为何要推动下一代动力电池研发呢？
动力电池能量密度已接近“天花板”
电池材料直接决定了动力电池的能量密度、安全性和成本，而其中能量密度又是动力电池的关键指标。目前，我国已形成以三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池为主的动力电池发展路线，国内三元锂离子电池能量密度可超过300瓦时/千克，磷酸铁锂离子电池能量密度可超过200瓦时/千克，均达到世界先进水平。
动力电池具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，现已广泛应用于小型电器中。当前，动力电池已在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等产品中部分代替了传统电池。大容量锂离子电池也已在电动汽车中试用，成为当前电动汽车的主要动力电源之一，并将在航空航天、储能等领域得到应用。
然而，随着动力电池技术的不断革新，传统材料很难满足电池降本增效、提高能量密度等需求，例如目前的磷酸铁锂离子电池，能量密度已接近“天花板”，且其比能量仍然相对偏低，低温性能也有待提高。同时，动力电池市场细分化趋势愈发明显，电池产品的差异化水平进一步提高，动力电池技术路线创新也能更好地满足多元化的场景应用需求。因此，下一代动力电池应运而生。
“与锂离子电池相比，下一代动力电池可以降低30%—40%的材料成本。”LG新能源副总裁、下一代电池研究院院长孙权男说，LG新能源正持续投入研发基于液态电解质的锂硫电池和锂金属电池，以攻克当前锂离子电池的能量密度限制。
全固态电池是距离我们最近的下一代动力电池
相关专家表示，过去10年，液态锂离子电池的能量密度已经提升了2—3倍，目前已经接近理论上限。而全固态电池使用固体电解质替代了传统锂离子电池的电解液和隔膜，更安全、能量密度更高、循环性能更强，已成为业内公认的下一代动力电池的主要研发方向。
全固态电池号称是锂离子电池的“终极形态”，原因在于真正的固态电池相比现在的液态或锂离子电池来说“优势太大”。
首先，全固态电池使用固态电解质替代传统液态电解质，而固态电解质具有较高的离子导电性能，能提供更高的电池能量密度。
其次，与传统液态锂离子电池相比，全固态电池最突出的优点是安全性。传统液态锂离子电池中的电解质易燃、易挥发，一旦发生泄漏或短路，可能导致火灾或爆炸。而固态电解质是固体材料，具有较高的热稳定性和抗燃性，能够有效降低电池泄漏和热失控风险。
再次，全固态电池还具有更长的寿命。因为固态电解质的稳定性可以减缓电池的失活和退化过程，延长电池的使用寿命，并阻止金属锂的电极枝晶生长，减少电极的体积膨胀和损坏，提高电池的循环稳定性。
最后，全固态电池能够成为下一代动力电池主要研发方向的一大重要因素，便是更新换代成本低。锂硫电池、锂空气电池等的技术创新，需要更换整个电池结构框架，实现难度较大。
而全固态电池的技术创新主要在于电解液的革新，电池的正极与负极可继续沿用当前材料，实现难度相对较小。“全固态电池是距离我们最近的下一代动力电池”已成为科学界与产业界的共识。
“我们发现，在全球顶级期刊上发表的与全固态电池技术相关的论文正呈指数级增长，可以说当前正处于该项技术商业化的前夕。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高说，现在全球已经有无数相关行业人员投入了全固态电池的研发，随着电池技术的不断完善与创新，新材料的探索效率不断提高，有效缩短了研发周期，全固态电池正从概念走向现实。
全固态电池发展面临挑战但前景广阔
当然，下一代动力电池距离实际应用仍有一段很长的路要走。中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大国家工程院院士孙学良表示，当前全固态电池的正极、电解质、负极的物理、化学、力学性质还需改进，材料间兼容性、界面稳定性仍需提升，电池整体的安全管理策略及工程化制备技术尚不成熟，这些都是需要攻克的难关。
相比于结构上的创新，电池材料上的改进更缓慢，是当前全固态电池亟须破解的主要难题。
例如，在全球范围内，日韩企业起步较早，多“押注”硫化物全固态电池路线。然而，硫化物电解质的空气稳定性差，当其暴露于空气中就会产生有毒气体，同时伴随着电解质结构的破坏和电化学性能的衰减，因而硫化物电解质的合成、储存、运输和后处理过程等严重依赖惰性气体或干燥室。此外，欧美等地将目光瞄向了聚合物全固态电池。然而，聚合物电解质在室温条件下离子电导率较低，使得聚合物全固态电池充电需要在高温环境下完成，极大地限制了其商业化应用。
我国多数企业走的是氧化物全固态电池路线。大多数氧化物电解质具有较宽的电化学稳定“窗口”和更好的氧化稳定性，但为了保证刚性氧化物电解质与阴极材料的界面良好接触，往往需要对其进行高温烧结，否则会导致严重的界面化学副反应。此外，有些氧化物电解质还存在锂枝晶生长问题。
尽管下一代动力电池尚存诸多有待解决的技术难题，产业化、规模化应用仍面临一定的挑战，但相关专家依旧看好下一代动力电池的发展前景。他们一致认为，全固态电池的进一步开发是实现电动汽车电池高安全性、长循环寿命、高能量密度目标的必要策略。
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