固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化需循序漸進(jìn)

    龔夢(mèng)澤

    作為下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)，全固態(tài)電池相較液態(tài)電池具備顛覆性的技術(shù)潛力。我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)是否能夠順利闖過固態(tài)電池技術(shù)和量產(chǎn)關(guān)口，是穩(wěn)固汽車強(qiáng)國(guó)、全球領(lǐng)先地位的關(guān)鍵一戰(zhàn)。

    目前，全固態(tài)電池發(fā)展受阻的根本原因是對(duì)復(fù)雜體系的動(dòng)態(tài)演化過程認(rèn)識(shí)有限，缺少有效的電化學(xué)與力學(xué)行為的表征與調(diào)控手段?？傮w來說，美國(guó)在基礎(chǔ)研究方面領(lǐng)先；日本、韓國(guó)研發(fā)起步早，在關(guān)鍵材料上積累了大量的基礎(chǔ)、核心專利；我國(guó)則勝在是電池生產(chǎn)的第一大國(guó)，產(chǎn)業(yè)鏈完備，落地場(chǎng)景廣闊。

    中國(guó)電池研發(fā)的優(yōu)勢(shì)，更多在于產(chǎn)業(yè)而非基礎(chǔ)科學(xué)。在技術(shù)研發(fā)應(yīng)用過程中，基礎(chǔ)科學(xué)占有智力優(yōu)勢(shì)，而產(chǎn)業(yè)占有財(cái)力優(yōu)勢(shì)。對(duì)此，筆者認(rèn)為，如果想要在比拼中拿到好名次，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短、循序漸進(jìn)就是聰明且高效的打法。建議從提升基礎(chǔ)研究、放大生產(chǎn)驗(yàn)證、借助人工智能三方面，搶先握住全固態(tài)電池之匙。

    第一，扎實(shí)提升基礎(chǔ)研究水平，遵循“慢就是快”原則。理論研究欲速則不達(dá)，堅(jiān)信循序漸進(jìn)就是最快的速度，先重點(diǎn)解決電解質(zhì)問題，再逐個(gè)攻克負(fù)極和正極難題。前期固態(tài)電池能量密度可能沒有想象中高，但是可以提高電池安全性、簡(jiǎn)化熱管理，最終目標(biāo)是在2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

    第二，放大生產(chǎn)驗(yàn)證，堅(jiān)信“下苦功得真功”。在解決全固態(tài)電池基礎(chǔ)理論后，便需要以推行放大生產(chǎn)驗(yàn)證為目標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)。生產(chǎn)驗(yàn)證過程中，研發(fā)人員的創(chuàng)造性、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)性、研究范式的全面性，都可能影響實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破的時(shí)間，但科學(xué)驗(yàn)證階段最難攻堅(jiān)。相比電池業(yè)大多數(shù)公司只是投入數(shù)十名工程師，只為維持對(duì)前沿技術(shù)的感知，方便日后通過模仿快速跟進(jìn)而言，需要行業(yè)“扛鼎者”敢于探索，勇于付出，逐步解決電解質(zhì)，復(fù)合負(fù)極、復(fù)合正極等技術(shù)難題。

    第三，借助人工智能，改變材料研發(fā)范式。高比能量全固態(tài)電池開發(fā)難度是非常大的。單靠傳統(tǒng)試錯(cuò)型篩選方法，會(huì)耗費(fèi)大量的人工?，F(xiàn)在通過人工智能和高通量運(yùn)算，可實(shí)現(xiàn)全過程的自動(dòng)材料設(shè)計(jì)，包括自動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)、表征、仿真、制備，實(shí)現(xiàn)全流程智能化，可以大幅縮短研發(fā)周期，打造新型電池“最佳配方”?？梢哉f，全固態(tài)電池研發(fā)周期長(zhǎng)短將與何時(shí)引入人工智能，以及能否得當(dāng)使用息息相關(guān)。