2025全固态电池材料创新与研发平台升级

产学研协同构建中国全固态电池技术平台——全固态电池材料创新与研发平台升级12目录1.全固态电池技术路线研判2.全固态电池关键材料创新3.全固态电池的Al研发平台平台成立报告回顾：日本全固态电池技术路线图202060液态锂离子电池(先进硫化物系、氧化物系)20第一代革新型电池(硫化物系)(Post-LIB)020202025聚阴离子系、5合金系、G金属等電解買苷及期2025年推广模式2030年推广模式蓄电池种类(电解质类型)硫化物系或氧化物系)车辆种类电动行教距离400公里200公里480公里240公里电池组容量成本15万日元/kWh1万日元/kWh电池组重量电池组体积电池组日历寿命10年15年电池组循环寿命1500次2000次车辆环境温度电池组安全性电池组充电时间(快速充电)20分钟10分钟20分钟10分钟677特点：电化学原理与锂离子电池相同，不属于颠覆性技术，只是提升安全性的技术之一全固态电池逐渐聚焦到硫化物技术路线，投入持续增加清陶能源全固态电池技术路线全固态电池技术路线卫蓝新能源GanfengLithiumN中国一泛口2010-20162016-20192010-20162016-20192020-20238来源：根据相关企业官方报道及交流整理轿车用全固态电池技术路线研判2030年前重点突破500Wh/kg以内电池，三元正极不变主要变负极；2030年后变正极瓦时/公斤氧化物硫化物氟化物氧化物硫化物氟化物高镍三元层状氧化物硅高镍三元石墨石墨高镍三元层状氧化物9功率密度(w几)石墨负极功率密度(w几)石墨负极重点攻关高功率、长寿命全固态电池EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up5(程),这)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up5(究),型)%验证电池性能电地阀状标准电池：用于关健材料评估验证电池：结合材料、设计与工艺.EV用态绿离子电池现状海市10-16万公量(长：10万公面20252030高硅负极硅碳负极0■全固态电池的负极材料：石墨/低硅、高硅硅碳、锂金属三类，2030年前硅碳是重点安全性问题非原位人工界面层安全性问题非原位人工界面层枝晶生长离子导率离子导率孔隙率亲锂性原位反应界面层T,275.5℃体积膨胀>200μmT,275.5℃锂金属负极挑战：形成锂枝晶、“死锂”巨大的体积膨胀，界面高反应活性关键技术：材料选型、复配和空间结构设计，2024年6月提出：硫化物为主体电解质的轿车全固态电池技术路线■石墨/低硅负极硫化物全固态电池(2025-2027):以200~300Wh/kg为目标，攻克硫化物固态电解质，打通全固态电池的技术链，三元正极和石墨/低硅负极基本不变，向长寿命大倍率方向发展■高硅负极硫化物全固态电池(2027-2030):以400Wh/kg和800Wh/L为目标，重点攻关高容量硅碳负极，三元正极和硫化物固态电解质仍为主流材料体系，面向下一代乘用车电池■锂负极硫化物全固态电池(2030+):以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，重点攻关锂负极，逐步向复合电解质(主体电解质+补充电解质)、高电压高比容量正极发展(高镍、富锂、硫等)第一代全固态电池(2025-2027)第二代全固态电池(2027-2030)循环寿命高容量正极复合电解质复合锂负极第三代全固态电池(2030+)2024全球全固态电池发展趋势■国际：国际主要汽车企业和电池企业均逐步聚焦到硫化物全固态电池，主流技术路线基本清晰丰田三元正极|硫化物|石墨负极本田日产金属锂负极·2024年4月，公开在日本横滨建设的全固态电池试验线照片，将于2025年开始生产首批全固态电池出光兴产硫化物固态电解质三星SDI银碳/硅碳负极水原市建立了试生产线，将于2027年开始量产硅碳负极/金属锂负极市建设试生产线，并在2030年前至少采购8吨硫化物固态电解质硅碳负极/金属锂三元正极|硫化物|·2023年11月，向宝马交付了第一批A样全固态电池，进入装车验证阶段硅碳负极/金属锂负极·2024年9月，扩大硫化物电解质生产，现有产能30吨/年，将扩展至75吨/年(2026年)、140吨/年(2028年)三元正极|氧化物|无锂负极授权其大规模生产；10月，开始小批量生产首批原型B样固态电池(5Ah)干法正极|硫化物|金属锂负极2024全球全固态电池发展趋势■国内：技术路线聚焦(三元/硫化物/硅碳);目标清晰：400Wh/kg;产业化时间明确：2027年左右。公司主体电解质2027年2027年一汽2027年2027年2027-2030年2026年吉利恩力动力赛科动力潍柴动力2024全球全固态电池技术趋势丰田/三井金属/三星2022年建成了年产24吨的硫化物固态电解质工厂，2030年将扩产至到140吨/年赛科动力整形中试线//批量稳定制备与供货/·硫化物全固态电墀质处于小试到中试阶段，计划2025年建设中试产线/生“体系建设0中国■2025~2027:石墨/低硅负极硫化物全固态电池：以200~300Wh/kg为目标，攻克硫化物固态电解质，打通全固态电池的技术链，三元正极和石墨/低硅负极基本不变，向长寿命大倍率方向发展■2027~2030:高硅负极硫化物全固态电池：以400Wh/kg和800Wh/L为目标，重点攻关高容量硅碳负极，三元正极和硫化物固态电解质仍为主流材料体系，面向下一代乘用车电池■2030~2035:锂负极硫化物全固态电池：以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，重点攻关锂负极，逐步向复合电解质(主体电解质+补充电解质)、高电压高比容量正极发展(高镍、富锂、硫等)高镍正极高容量正极复合电解质复合锂负极2030-2035:第三代全固态电池2030-2035:第三代全固态电池石墨/低硅负极2027-2030:第二代全固态电池2025-2027:第一代全固态电池161.全固态电池技术路线研判2.全固态电池关键材料创新3.全固态电池的Al研发平台2.1固态电解质■清华大学-四川新能源汽车创新中心研究团队持续研发硫化物固态电解质，取得系列进展■系列硫化物固态电解质产品：基础型离子电导率>11mS/cm;小粒径型材料D50<500nm,离子电导率>4.5mS/cm;分别针对正负极材料进行界面优化，显著提升复合电极循环稳定性基础型▶特点：较保储矿型结构，窝栏地度、高弯子导率。产痛型号两卫级记方法③元检室保交演阳品区9余村含伤x*地加床灯8小粒径型▶特点：基于基佳型步余型户品进行检径调控，优化婴合电极级配。产品型号顺码共空级试方法D⁵00实lm)需光应仪安滤用躬仪金粉的x1◀掺杂型特点：基于基磁蛋严品进行掺杂改性、辈升本征稳定性。罩日技术都标典型信试方话光控厚仪8交沈率航仪…轿点：基于基征影/众型产品讲行碳面似腊，优化界面榜定性。产品型号舞型修试方法梨店显%1C2.1固态电解质2.1固态电解质■产业化开发：批次稳定性优异，2025年推向产业化，已对头部企业进行小批量销售和送样测试●下游应用反馈良好5解质制备及整投产时间：2025年原材料供应原材料供应体系建立设备选型及设备选型及定制升级工艺路线工艺路线升级迭代高度自动化高度自动化连续线设计宁嫌3DV超威持续更新中..德丝格林美通过简易干法实现表面包覆，改善循环，室温1180周循环容量保持率81.1%ASS8:2.1-3.7V.0.05C0欧阳明高院士工作站四川新能源汽车创新中心0■高压实复合正极：通过活性材料、电解质等尺寸及比例设计，复合正极压实密度达3.5g/cm³,能量密度(Whkg'¹)>容量>1900mAh/g,首效>82%(0.8V)>材料体积膨胀率~90%硅源热分解硅源热分解成品>容量>2000mAh/g,首效>83%(0.8V)>造粒后材料体积膨胀率~90%>生产过程安全、周期短(7小时)前驱体一步法制备前驱体一步法制备碳包覆纳米硅产时间为7产时间为7h除磁成品·硫化物分解严重·活性锂持续消耗·界面阻抗较高·硫化物分解减弱·活性锂损失较少注：CVD材料为硅烷沉积多孔碳代表性企业产品，OSD材料为华宜清创一步法产品■一步法硅碳负极循环性能：首充比容量1350mAh/g,首效89%,1024次循环容量保持率为80%,循环性能优于硅烷沉积多孔碳代表性企业产品，采用湿法工艺制备的极片循环更加稳定000■低体积膨胀硅碳负极：将碳包覆硅纳米颗粒和多孔碳材料进行复配，利用多孔碳骨架预留体积膨胀空间，从而显著降低硅碳负极的极片膨胀率产物收集反应前驱体碳包覆硅负极材料液相沉积液相沉积膨胀率29%5膨胀率29.2%0s131中低克容量硅碳负极体积膨胀率对比(第三方测试结果)厚度(μm)厚度(μm)■适配硅碳负极的异亲和粘结剂：通过形成粘结剂网络，对电极中各成分形成强束缚作用，提升硅碳负极低压力下(3MPa)的倍率性能和循环性能(125周→1050周)异质亲和1050周1050周欧阳明高院士工作站四川新能源汽车创新中心欧阳明高院士工作站四川新能源汽车创新中心00HYSC-500产品(固态电池)000HYSC0002.3硅碳负极电池企业电池企业A解5UNA解5UNL/LINNEQ\*jc3\*hps52\o\al(\s\up2(E),维)EQ\*jc3\*hps52\o\al(\s\up2(H),禁)负极企业负极企业欣旺达警户订单时间A液态、全固态动力电池负极2025年中百吨级B高比容量负极材料2025年底百吨级C消费类电池2025年中十吨级D消费类/动力电池负极(固/液态)2025年中十吨级E高比容量负极材料2025年中十吨级F高比容量负极材料2025年底百吨级G全因态电池负极2025年中十吨级H液态、全固态动力电池负极2025年底吨级1全固态电池负极2025年中吨级J全固态电池负极2025年初吨级K全固态电池负极2025年底吨级L全固态电池负极2025年中M消费类电池负极(固/液态)2025年底N消费类电池负极(固/液态)2.3硅碳负极当前产线建设高比容量产品可逆比容量：年产量：3000吨/年提高电池能量密度可逆比容量：规划年产量：10000吨/年提高电池能量密度可逆比容量：规划年产量：30000吨/年目录1.全固态电池技术路线研判2.全固态电池关键材料创新3.全固态电池的Al研发平台和s模型Al算优化Al做电池知识问答电池文本挖掘电池知识问答电池文本挖掘■DeepSeek在电池知识问答和电池文本挖掘任务上均表现优异，在电池设计任务上具备初步的总结能力，尚欠缺科学分析能力，仍需要垂直领域大模型解决电解液能方与检量就高电池的优势电治的能量密度电治的安全性化学式电导率福环效率新化能2以下册十100W.300WMg50Wwg*子/因t计方家及续心区8批，G计方案数正模材口样*漏环有安生性100Wvkg电港百■(-350mwVg)液电解应()2000-000(LP000画(P(NMC30OWvkg电8完两探三元(村500-800次(避基负松顾0中(两课然性箱)200.500(属磷件不00■电池设计和材料研发方法从实验试错、正向仿真方法逐步过渡为智能化全自动研发新模式传统研发模式一实验试错元素周期表组合一实验量级数增长基于人类灵感的“试错”研发模式建立组成-结构-性能的关系模各参数条件下的数字化虚拟电utoLionGT"研发新模式一智能化全自动计全流程自动化，实现多变设计迭代B7世用数据库大模型问答大模型问答校正归纳优化问题计算寻优算法智能信息提取智能信息提取实验仿真鉴别基于大语言模型的人工智能提取文献资料技术报告专利文献资料技术报告专利资料行业政策功能调用爬虫智能化数据库智能化数据库智能化数据库智能存储智能提取智能寻优智能存储智能提取智能寻优论文论文自然语言理解与生成EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up3(EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up3(wi),pl)tpys能源材料垂直领域大语言模型能源材料垂直领域大语言模型垂类下游任务文本与数据提取语义相似性分析文本与数据提取智能总结和报告生成智能总结和报告生成……材料结构材料性质电池性质■垂直领域大语言模型接入专家智能体，获得专业计算能力专家智能体调用设计调EQ\*jc3\*hps28\o\al(\s\up7(用逻辑与算),井组合调用)法架构计算结果输出实现实现多类别的下游能源材料专业计算任务不断扩充发展分子动力学智能体下游专业计算任务各类专家智能体晶体结构优化自然语言输入驾化学习i智能体dWm材料结构计算材料性质计算物质传输与反应路径计算材料筛选与性能优化■人工智能革新电池材料研发：自动化实验室→表征→分析→重构→建模→设计→制备与验证■电池设计正从第二代的仿真驱动向第三代基于Al的电池智能设计(BDA)技术方向发展电池设计技术三代沿革降低成本提高质量降低成本提高质量近/中期目前阶段智能化全自动~~效率提升第一代2~5倍实验试错提升效率电池智能设计技术可将电池研发效率提升1~2个数量级，节省研发费用70~80%。建立设计参数与核心性能的精确构效关系为设计过程自动寻找最优最速路径_经典寻优茸法警管互动方式情景复用电池厚度为10cm,互动方式情景复用驶通起步20m任务修点生成驶通起步20m电地工作温公接意15任温户电80%学量香公蜜瓶14780%学量代优化BDABDA即会自动将其整理和发送