中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员/上海科源固能新能源科技有限公司总工杨亚南总结道,氧化物电解质的量产突破,关键不在于材料合成本身,而在于与现有电池制造工艺的“接口兼容”,即“容易用”;其应用价值,在于以最低的工艺代价,为固液混合电池注入确定性性能增量,即“值得用”。

ABEC 2026丨第13届中国(宁波)电池新能源产业国际高峰论坛现场

ABEC 2026丨第13届中国(宁波)电池新能源产业国际高峰论坛现场

电池百人会-电池网11月12日讯(梁小婧 林音 浙江宁波 图文直播)11月11日-13日,由中关村新型电池技术创新联盟、ABEC组委会主办,电池网、海融网、我爱电车网、能源财经网、电池百人会联合主办,云山动力独家协办的ABEC 2026丨第13届中国(宁波)电池新能源产业国际高峰论坛在浙江宁波举行。

本届论坛以“深耕存量价值 拥抱增量蓝海——全球能源变革下的中国智慧与创新之道”为主题,汇聚了来自全球电池新能源全产业链企业家、专家、教授、知名投资人以及政府机构、主流媒体等500+各界精英代表,共话变革趋势,共探产业机遇。同期,第16届(2026年)中国电池行业年度人物/年度创新奖/优秀供应商颁奖盛典、特色展览展示也重磅登场!

中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员/上海科源固能新能源科技有限公司总工 杨亚南

中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员/上海科源固能新能源科技有限公司总工 杨亚南

12日上午,中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员/上海科源固能新能源科技有限公司总工杨亚南在论坛上作了题为《氧化物固态电解质量产突破与固液混合电池应用》的主题演讲,分享了固态电解质量产瓶颈、固液混合电池应用探索等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

电池产业是一个增量蓝海,特别是在新能源汽车、AI、消费电子,包括低空经济、人形机器人等新兴赛道的快速爆发,对电池的需求越来越多,随之而来的是对电池的要求越来越高。杨亚南指出,在这样的背景下,驱使着我们电池产业从传统扩张逐渐向技术升级转变,因此对固态电池来说也是时代选择下的产物。

从技术路线看,我国采用了从液态到半固态以及到全固态逐渐过度的技术路线。对于液态电池来说,能量密度几乎达到了极限,同时也存在着热安全的风险。特别是在高镍正极和硅碳负极的体系下,安全问题更加突出。

在全固态商业化推进的过程中,在杨亚南看来,还需要解决一些关键的科学问题,特别是固/固界面的问题。相比之下,半固态电池体系,通过减少电解液量,增加氧化物在其中,的确实现了很好的能量密度的提升和安全性能的改善。并且,半固态电池本身也是很容易适配电解液电池产线,在前年也实现了装车的验证。全固态是终极目标,能量密度有望达到400到600Wh/kg,但固固界面阻抗高、生产工艺复杂、良品率低、成本高,商业化仍需攻坚,2030年到2040年才可能实现规模量产。从能量密度、安全性、工艺兼容性、量产成本、量产可行性等多维度对比来看,固液混合电池已跑通量产闭环,成为现阶段优选路径。

不管是半固态电池还是全固态电池,最核心的材料就是固态电解质,主要形成了四类固态电解质材料:聚合物、氧化物、硫化物、卤化物,每种材料都有各自的优点和缺点。杨亚南重点分析了不同固态电解质的优势和缺陷:对于聚合物来说,是最早的一种形式,但是它的离子电导率比较低,耐高压不足,作为单一的固态电解质使用存在一些挑战,更适合与其它电解质复合。而作为氧化物,界面阻抗大,难以实现大容量全固态电池,但是稳定性好,适用于电解液、聚合物搭配构筑固液电池。硫化物,离子电导率高,加工性好,电化学相对稳定,为目前全固态电池核心技术路线之一。对于卤化物来说,对锂金属等负极不稳定,但氧化稳定性高,适合作为正极活性材料包覆层使用。

杨亚南指出,氧化物电解质量产推进过程中面临关键点在于兼容性瓶颈,一个挑战是氧化物固态电解质表面残碱高,第二个挑战是颗粒团聚严重。针对这两个问题,可采用晶格稳定技术,从材料本身结构的出发,根本消除LLZO与水/有机溶剂之间的副反应,解决氧化物固态电解质与电极浆料不兼容的问题。

基于这样的突破,上海科源固能新能源科技有限公司围绕LLZO材料体系,形成粉体、浆料、涂覆隔膜等量产产品。据杨亚南介绍,产品具备离子电导率高,粒径可控,最低至100nm;稳定性高,可兼容现有正负极体系;浆料固含量可达40%,高分散、高稳定;电解质支持定制化研发与生产等优势特点。

LLZO材料在量产推进中带来明确性能的增量,杨亚南针对应用层面进行详细分析,在正极材料领域,高镍正极充电时释氧,加剧热失控过程,导致电池起火爆炸,在正极引入LLZO固态电解质,可有效抑制正极释氧,提升动力学性能。在负极材料领域,硅碳负极充放电体积膨胀严重,导致极片开裂、活性物质脱落,电池快速失效,在负极引入LLZO固态电解质,可有效抑制体积膨胀,提升动力学性能。在隔膜涂覆领域,电池内部阻抗大,高倍率下容量快速衰减;隔膜热缩收,易短路,引发热失控,在隔膜侧引入LLZO固态电解质,可有效提升动力学,提高安全性。在固/液复合膜领域,以LLZO作为基质,将醚类电解液薄层固定于其颗粒表面,构筑高形变固液复合电解质。在氧/聚复合膜领域,以LLZO/PVDF-HFP构建有机/无机复合柔性框架,同时浸润<10 wt.%离子液体形成三维离子传输网络,构筑高阻燃、高离子电导率固态电解质薄膜。在极片涂覆膜领域,在LLZO表面包覆SN/PAN聚合物,并用流延法将电解质浆料直接涂覆于电极片表面,制备电极涂覆型超薄固态电解质(<15μm)。

最后,杨亚南总结道,氧化物电解质的量产突破,关键不在于材料合成本身,而在于与现有电池制造工艺的“接口兼容”,即“容易用”;其应用价值,在于以最低的工艺代价,为固液混合电池注入确定性性能增量,即“值得用”。固液混合不是“通向全固态的权宜之计”,而是以氧化物电解质为核心,真正突破液态电池性能天花板的一条技术路线。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

[责任编辑:林音]

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