周栋:固态电池破局新能源车难题 低空经济或成新增长点
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2025-12-14 07:55:47
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在2025年新材料产业发展人才交流会上,清华大学深圳国际研究生院副教授周栋指出,固态电池技术正成为破解新能源汽车续航焦虑与安全难题的核心突破口。他援引行业数据称,预计到2030年全球乘用车市场新能源渗透率将突破50%,但当前液态锂电池因能量密度不足导致续航里程受限,电解液易燃易爆的特性更成为重大安全隐患。"国内电动车在安全性方面仍落后于燃油车,电池起火速度远超传统燃油车,"周栋直言,"固态电解质因其耐高温、不泄漏的特性,是提升安全性的理想解决方案。"

针对固态电池三大技术路线,周栋进行了系统对比分析:聚合物电解质加工性能优异但需60-80℃高温环境;氧化物陶瓷材料空气稳定性突出却存在脆性缺陷;硫化物体系离子电导率领先但易与空气发生反应。"目前没有完美方案,"他坦言,"但通过构建混合体系将液体含量控制在20%以下,可有效解决溶剂挥发与燃爆风险。"据其预测,半固态混合锂电体系有望在2027年实现装车应用,而全固态电池规模化仍需突破更多技术瓶颈。

低空经济领域对固态电池的需求成为讨论焦点。周栋特别强调,电动垂直起降飞行器(eVTOL)对电池能量密度和安全性的要求远超现有锂离子电池技术极限。"国际车企计划2025年建成全固态电池试制线,2030年启动量产;宁德时代、比亚迪等国内企业已推出凝聚态电池产品,并在多技术路线布局专利。"他透露,清华团队正与多家企业开展联合攻关,重点突破固态电池在航空领域的适配性问题。

在科研成果展示环节,周栋介绍了清华团队的多项创新突破。贺艳兵与康飞宇教授团队提出的陶瓷电介质/电解质异质结构耦合技术,成功解决了锂盐解离和离子传输效率难题。该团队颠覆传统界面层设计理念,首次将塑性特征作为组分筛选核心指标,使固态电池在超大电流下实现稳定循环。"我们通过原位制备技术实现离子传输可视化,并成功研制出能量密度达620 Wh/kg的固态电池样品,循环寿命接近百次。"周栋展示的实验数据显示,新型电池在极端条件下的性能表现显著优于传统液态电池。

尽管技术进展显著,产业化进程仍面临多重挑战。周栋指出,无机固态电解质供应链尚未完善,界面电阻过高导致能量效率损失,规模化生产设备缺失,安全测试标准体系尚未建立。"我们孵化创立的广东省固态清能科技有限公司,已掌握超薄高电导复合固态电解质膜的小批量制备技术。"他透露,该团队正在优化大批量制造工艺,通过产学研协同创新加速技术转化,"固态电池不仅是技术升级,更是重塑能源产业格局的战略机遇,需要持续投入突破成本与可靠性瓶颈。"

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