日前,在CIBF2026先进电池前沿技术交流会(简称交流会)上,与会专家指出,当前,固态电池、钠离子电池、氢能燃料电池、AI赋能材料研发等核心前沿技术持续突破,电池产业处在技术迭代与结构升级的关键阶段,呈现多种发展趋势。
锂、钠多元电荷载体并行进化
目前,锂离子电池在动力电池和储能电池行业仍占据主流地位。清华大学教授欧阳明高指出,得益于磷酸铁锂电池和三元锂电池两类主流电池的技术迭代与成本下探,动力电池能量密度提升至100~125kWh,纯电动汽车续航里程从初期的100km提升至1000km。
在新型储能结构中,锂离子电池累计装机占比超过95%,且中国储能锂电池占据全球95%市场份额。欧阳明高认为,到2030年,全球锂电池年度出货量将突破50亿千瓦时,其中动力电池占比约60%,锂电池已成为全球性战略产业。
谈及我国锂电池产业长期发展路线,他建议双线并行:一是磷酸铁锂电池聚焦长寿命、低成本、高安全、超充性能,适配大规模储能与主流乘用车场景,支持长续航应用;二是三元电池持续探索高比能技术,拓展多场景应用。
此外,锂矿产资源问题也是重要一环。欧阳明高认为,从近中期看,钠离子电池规模化应用可有效平抑锂资源价格波动。
钠资源自主可控,可破解锂资源依赖,目前已实现多项技术突破。中国科学院物理研究所与中科海钠科技有限责任公司联合攻克钠离子电池正极材料层状氧化物材料稳定性与容量难题,推出重卡用200Ah功率型电芯和储能用270Ah电芯,完成从100kWh到100MWh多级示范项目。深圳珈钠能源科技有限公司专注铁基聚阴离子(NFPP)材料,该材料无贵重金属、不受资源限制,具备低成本、高安全等优势,虽能量密度仅为磷酸铁锂的50%—60%,但可通过差异化竞争切入二轮车、储能等市场,探索0.2元/Wh以下电芯成本的可行性。
固液混合电池技术加速迭代
随着市场对电池性能的要求越发严苛,传统液态电池虽仍在能量密度、成本和制造成熟度上保持优势,但无法匹配多元化需求。为平衡能量密度与安全性,高性能电池逐步发展出固液混合与全固态技术路线。
交流会上,电池企业纷纷展出已具备量产能力的固液混合产品,产业化进程显著快于此前预期。据专家介绍,固液混合电池已通过针刺、过充、热箱等安全测试,且能量密度达到280至400Wh/kg,快充性能达到10分钟补能70%~80%。尤其值得关注的是其在低温性能方面的突破,瑞浦兰钧固液电池在零下40℃容量保持率超过80%,国轩高科电池在零下20℃环境下容量保持率达94%。在严寒地区的电动车应用中,固液混合电池更具优势,有望加速北方市场和海外高纬度地区的电动化渗透。蜂巢能源董事长杨红新表示,在全固态电池大规模量产之前,混合固液电池可视为主流技术路线,到2030年混合固液电池可能占到市场的20%~30%。
而全固态电池仍处于研发和试制阶段。北京大学教授夏定国认为,正极材料是决定固态电池能量密度、成本与电解质兼容性的核心,如果正极材料没有根本性的突破或精妙的工程化解决方案,固态电池的全面商业化将难以真正实现。中国科学院物理研究所研究员黄学杰分析,在固态电池体系中,正极材料需克服三大核心问题:一是充电过程中与固态电解质发生副反应,增大界面阻抗;二是制备与循环过程中因应力作用产生颗粒开裂,破坏电子与离子传输通路;三是循环中体积变化导致正极与电解质界面脱接触,液态电池可通过电解液浸润弥补,而固态电池无此天然优势。
AI深度参与电池研发全流程
从材料筛选到制造优化,从安全预警到全生命周期管理,AI正从辅助工具真正成长为电池研发的主力引擎。
“AI技术正深度重构电池材料研发体系,推动行业从传统‘经验试错’模式,迈向精准、高效的‘按需设计’数智化新范式,为电池技术突破注入全新动能。”宁德时代首席科学家吴凯表示。
他认为,传统电池材料研发长期依赖“试错法”,面临探索空间巨大、研发周期长以及数据孤岛等问题。在电池材料体系日益复杂的背景下,传统研发模式已难以满足快速迭代需求,而AI技术的引入正在彻底改变这一局面。在AI的加持下,新材料研发周期已被压缩到90天以内。欧阳明高也指出,AI驱动的计算平台可将研发成本降低70%~80%,创新速度快上十倍甚至上百倍。
目前,多家电池企业已经深度部署数智化技术。宁德时代在内部搭建AI驱动计算平台,集成二十多款仿真软件和三十多个自研算法,用AI计算分子组合、模拟电池材料特性。在制造端,宁德时代溧阳工厂通过引入AI,产能提升320%,制造成本下降33%,电池缺陷率从百万分之一压低到十亿分之一的水平。此外,AI与锂电池的深度融合已成为行业大势。比亚迪与字节跳动合作共建“AI+高通量联合实验室”;华为推出AI BMS系统实现热失控24小时提前预警;欧阳明高院士团队也在打造涵盖电池垂类大模型、智能研发系统及专家智能体的AI电池研发平台。
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