中國儲能網訊:中國作為全球最大新能源汽車市場,正以“雙碳”目標為引領加速新能源產業(yè)變革。中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會理事長鄭宏宇在近日舉辦的CIBF2025先進電池前沿技術研討會上指出,從鋰離子電池的性能攀升到固態(tài)電池的產業(yè)化曙光,從鈉離子電池的成本和安全優(yōu)勢到氫燃料電池的多場景應用,新能源技術迭代正以前所未有的速度重塑著產業(yè)格局?!?025年將成為電池快充技術、固態(tài)電池技術和鈉電技術從實驗室走向生產線,從技術試水邁向規(guī)模化落地的關鍵節(jié)點?!?/span>
●電動化趨勢推動技術進步
“我國已形成覆蓋材料、工藝、設備、電芯、模組、電池包、電池回收拆解和材料循環(huán)再生的電池全產業(yè)鏈體系。”鄭宏宇表示,2024年,我國新能源汽車產銷量突破1280萬輛,連續(xù)10年全球第一,市場占有率達40%;電動汽車、鋰電池、光伏產品出口突破萬億元,政策引導與技術攻關雙輪驅動產業(yè)升級。
中國汽車工程學會秘書長助理、國汽戰(zhàn)略院副院長鄭亞莉指出,汽車電動化已成全球不可逆趨勢。“未來,汽車前沿技術聚焦低碳、電動、智能化,其中低碳化以燃料體系多元化和零碳燃料應用為重點,零碳燃料內燃機、純電機、燃料電池將長期共存,氫內燃機及氫基合成燃料與插電混動耦合是主要路徑,但零碳內燃機面臨系統(tǒng)可靠性和動力安全性等攻關難題?!?
鄭亞莉強調,全固態(tài)電池是當前行業(yè)里面重點關注的技術方向,從在能量密度、安全性、環(huán)境適應性方面全面優(yōu)于當前的液態(tài)電池。但從當前調研來看,全固態(tài)電池研發(fā)進程在2027年前后才可能實現試制并搭載原型車,2030年前后實現小規(guī)模的量產,因此提升液態(tài)電池性能和固液混合電池創(chuàng)新仍是當前產業(yè)化重點,全固態(tài)電池的基礎科學問題和工程化難題還需進一步攻克。
在第十七屆深圳國際電池技術展覽會上,前沿技術集中亮相,其中,納米硅基負極、固態(tài)電解質等技術成為焦點,展現了下一代電池技術變革方向。
●多元技術路徑并行驅動產業(yè)升級
新能源汽車發(fā)展很大程度上依賴動力電池的進步,蜂巢能源科技股份有限公司高級副總裁、技術中心主任張放南指出,當前消費者對末端快充具有迫切需求。
“相較于傳統(tǒng)卷繞工藝,疊片技術在快充和能量密度提升中優(yōu)勢顯著:具有快充性能的同時突破能量密度,通過減少隔膜、薄材等非活性物質,提升正極活性物質占比等。同時,疊片工藝因極片平整度要求高、界面穩(wěn)定性強,更適配無負極和固態(tài)電池開發(fā)。在固態(tài)電池工藝創(chuàng)新方面,針對傳統(tǒng)固態(tài)電池等靜壓工藝效率低、成本高的問題,蜂巢能源獨創(chuàng)熱復合疊片技術,提前將電解質膜與極片復合,提升量產效率。目前已開發(fā)至第四代高效熱復合疊片技術,3.0代效率達0.125秒/片,與卷繞持平。第四代相比3.5代單機效率提升超50%,每吉瓦時設備成本降低30%以上?!睆埛拍险f。
孚能科技以軟包電池為核心載體,構建“高比能、長壽命、全兼容”的電動化解決方案。孚能科技(贛州)股份有限公司研發(fā)副總裁、研發(fā)院院長姜蔚然介紹:“軟包電池沒有重的金屬殼,在同等電量的情況下,能量密度會高8%至10%。同時,鋁塑膜成本較金屬殼下降30%至40%,且產線支持三元、鐵鋰、鈉電、固態(tài)等全體系柔性生產,可覆蓋乘用車、飛機、船舶、火車等多元場景。例如,通過更改電池疊片層數甚至電池厚度,可輕松切換8至20毫米,覆蓋轎跑至重卡全車型。”
換電領域,蔚來通過“Pack安全設計+云端智能運營+電芯材料革新”三位一體策略,構建長壽命電池體系。上海蔚來汽車有限公司電池系統(tǒng)部副總裁曾士哲呼吁建立行業(yè)規(guī)范,將電池壽命與整車生命周期綁定,通過技術創(chuàng)新而非“事后兜底”解決衰減問題,推動電動車向“長壽命、低感知衰減”方向發(fā)展。
●數字技術成產業(yè)創(chuàng)新突破口
面對高性能、快充、安全等核心訴求,AI技術與數字孿生正成為產業(yè)創(chuàng)新的關鍵突破口。賽科檢測技術有限公司技術總監(jiān)袁悅博指出,電池熱失控的“隱形推手”是內部缺陷,如極片損傷、析鋰,現有的檢測手段缺乏對缺陷機理的深入解析?!拔磥硇柰ㄟ^跨學科協(xié)同,結合材料化學、電化學與智能制造,建立缺陷生成—演化—檢測的全鏈條理論模型。同時,推動AI與機理研究結合,開發(fā)高靈敏度、高特異性的原位檢測技術,實現缺陷‘早期預警’。并制定針對內部缺陷的檢測標準,將機理分析納入生產質控流程,從源頭降低熱失控風險?!?
羅克韋爾自動化(中國)有限公司智能制造創(chuàng)新研究院院長李棟表示,數字孿生技術可全面貫穿電池制備工藝仿真、設備維護、生產數據實時映射、研發(fā)周期優(yōu)化等各個環(huán)節(jié)。目前已在蜂巢項目中落地36個人工智能場景。“在數據優(yōu)化方面,尤其是能源側,技術可助力企業(yè)開展碳追蹤、碳排查,通過數字孿生實現碳路徑優(yōu)化,應對國際貿易中的碳壁壘,幫助企業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展,滿足綠電、綠碳生產要求,降低未來碳稅成本?!?
在電池設計研發(fā)方面,海克斯康制造智能技術(青島)有限公司 智能制造高級顧問歐陽杰介紹,傳統(tǒng)實驗方式難以精準模擬電池性能與空間分辨數據。??怂箍祷跀底謱\生技術,可將電池實際微觀形態(tài)學屬性(如正極材料孔徑、分布、孔隙率等)融入建模單元,通過仿真實驗優(yōu)化材料配比?!耙哉龢O材料導電性優(yōu)化為例,在添加碳黑、石墨提升導電性時,過量添加會影響鋰離子運輸與電池容量。借助CAT工具濟寧材料配比仿真,可大幅縮短研發(fā)周期?!?
業(yè)內人士普遍認為,AI技術與數字孿生的深度融合,正成為破解電池產業(yè)發(fā)展瓶頸的“金鑰匙”。這種創(chuàng)新不僅加速了電池技術迭代速度,更助力中國企業(yè)在全球產業(yè)鏈競爭中構筑技術優(yōu)勢,推動新能源產業(yè)向智能化、可持續(xù)方向邁進。