作為下一代電池技術(shù)競爭的關(guān)鍵制高點,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)固汽車強國、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復(fù)雜體系的動態(tài)演化過程認識有限,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,美國在基礎(chǔ)研究方面領(lǐng)先;日本、韓國研發(fā)起步早,在關(guān)鍵材料上積累了大量的基礎(chǔ)、核心專利;我國則勝在是電池生產(chǎn)的第一大國,產(chǎn)業(yè)鏈完備,落地場景廣闊。
中國電池研發(fā)的優(yōu)勢,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,而產(chǎn)業(yè)占有財力優(yōu)勢。對此,筆者認為,如果想要在比拼中拿到好名次,揚長補短、循序漸進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,堅信循序漸進就是最快的速度,先重點解決電解質(zhì)問題,再逐個攻克負極和正極難題。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、簡化熱管理,最終目標(biāo)是在2030年實現(xiàn)固態(tài)電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
第二,放大生產(chǎn)驗證,堅信“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)驗證為目標(biāo)進行攻關(guān)。生產(chǎn)驗證過程中,研發(fā)人員的創(chuàng)造性、實驗設(shè)備的先進性、研究范式的全面性,都可能影響實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破的時間,但科學(xué)驗證階段最難攻堅。相比電池業(yè)大多數(shù)公司只是投入數(shù)十名工程師,只為維持對前沿技術(shù)的感知,方便日后通過模仿快速跟進而言,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)試錯型篩選方法,會耗費大量的人工。現(xiàn)在通過人工智能和高通量運算,可實現(xiàn)全過程的自動材料設(shè)計,包括自動化的實驗、表征、仿真、制備,實現(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)周期長短將與何時引入人工智能,以及能否得當(dāng)使用息息相關(guān)。(龔夢澤)
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