2024年4月26日，由中國汽車工程學會主辦，電動汽車產業技術創新戰略聯盟、安徽盟維新能源科技有限公司承辦的2024北京車展同期活動《鋰金屬電池賦能空地交通全面電動化》技術研討會順利召開。會議邀請高校、科研院所、整車企業、電池企業、材料企業等行業專家50余名，聚焦金屬鋰負極及鋰金屬電池，圍繞鋰金屬電池存在的界面科學問題、鋰負極調控研發進展、裝備工藝和產業化應用場景等展開深入研討。會議由清華大學物理系教授張躍鋼主持，中國汽車工程學會電動化中心主任助理、電動汽車產業技術創新戰略聯盟副秘書長劉國芳為會議致辭。

清華大學物理系教授張躍鋼主持

中國汽車工程學會電動化中心主任助理

電動汽車產業技術創新戰略聯盟副秘書長劉國芳致辭

嘉賓演講環節由中國科學院物理研究所副主任工程師俞海龍、清華大學車輛與運載學院副研究員盧蘭光、清華大學化工系助理研究員趙辰孜、東風汽車集團有限公司研發總院副院長史建鵬、安徽盟維新能源科技有限公司聯合創始人/CEO周莉莎、深圳吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤進行演講分享。此外，北京航空航天大學、青島大學、內蒙古民族大學、中國民航大學、國聯汽車動力電池研究院、國家新能源汽車技術創新中心等高校及科研機構，北汽、一汽、蔚來、廣汽埃安、吉利、長城、小米、奔馳、大眾、寶馬、北汽福田、宇通、戴姆勒等整車企業，寧德時代、合肥國軒、松下、河北金力等電池及材料企業參與了后續的研討環節。

01聚焦材料體系和微觀界面調控，突破金屬鋰負極科學問題

金屬鋰負極電池目前仍存在“枝晶”和“死鋰”等關鍵等科學問題尚未解決。金屬鋰負極相較于傳統石墨或硅基負極，存在還原性強和體積膨脹特性，在局域電場、沉積過電位、界面離子濃度、電流密度等影響下易形成鋰枝晶，造成短路。液態電池應用金屬鋰負極需開發專用電解液，通過調整溶劑組分、添加劑組分和溶劑化結構優化電解液性能，改進SEI層的穩定性和均勻性，以發揮金屬鋰負極在液態電池體系中的最佳性能。將金屬鋰負極應用于全固態電池，固固界面接觸、體積效應控制、電池工作壓力等是其產業化應用的主要挑戰，通過納米級界面共形可有效解決上述問題，實現金屬鋰負極的適配。在金屬鋰動態自適應（DDC）界面方向，中國科學院物理所黃學杰團隊已研發動態修復初始缺陷技術，開發了高面容量-高循環深度的鋰金屬負極，實現在0.6MPa低堆疊壓力下穩定循環超過2000小時，“零”堆壓的全固態鋰金屬軟包電池（LCO）仍能以95%的容量穩定循環。

中國科學院物理研究所副主任工程師 俞海龍

動力電池安全仍是制約新能源汽車進一步推廣和應用的關鍵難題。清華大學歐陽明高院士團隊開發了本征安全評價方法和流程，針對7種副反應組合，利用DSC找出主要副反應產熱來源以及反應時序，采用ARC測試電芯并獲得T1、T2、T3等熱失控特征溫度，實現對不同電池產品本征安全的量化評價。為提高動力電池本征安全，提出了3大解決措施：延緩、抑制或捕捉氧的析出，采用摻雜包覆，單晶化，材料梯度設計、氧吸附、補鋰穩定正極等手段；采用新型電解液防止與正負極反應，新型電解液包括功能電解液、EC-Free(高濃度電解液,氟代)、固態電解質等；阻斷正負極串擾，采用自聚合功能材料、物理化學穩定性高的致密隔膜（如復合LLZO固態電解質）等。

清華大學車輛與運載學院副研究員 盧蘭光

金屬鋰負極三維結構設計和微觀調控對解決鋰枝晶和體積膨脹問題具有重要意義。清華大學張強教授團隊通過觀察電流密度和不同循環容量下的金屬鋰負極沉積和脫出的微觀形態，研究軟包電池中金屬鋰負極短路失效和極化失效的機理；提出復合負極設計方法，使用三維骨架結構改善金屬鋰負載能力并避免負極體積膨脹；通過摻雜電負性更高的元素鋁，形成鋁富集的非均相晶界(Al-HCGB)，減弱金屬鋰與電解液的反應?；诶碚撝笇В瓿闪藦秃箱囏摌O材料連續化制備和高能量密度軟包電池試制，實現了安時級金屬鋰軟包電池比能量達到440Wh/kg。

清華大學化工系助理研究員 趙辰孜

02鋰金屬電池規模化制造仍需工藝路線和制造裝備探索

交通電動化時代，高比能、高安全是動力電池的長期發展方向，鋰金屬電池體系是高比能動力電池的最優技術路線，實現鋰金屬電池商業化的核心是滿足應用場景需要的綜合性能指標。鋰金屬電池的應用安全性涉及三方面：應用場景、安全標準和可靠性，真正商業化需要大量的數據積累和可靠性驗證，包括科學研究、本征安全、主動安全、被動安全、標準法規及事故調查等多個維度進行保障。

盟維科技通過首創鋰金屬電池自動化制造線，實現鋰金屬電池自動化批量生產，系統能量密度超過400Wh/kg的鋰金屬電池系統已完成交付，經過國際客戶實景飛行測試，搭載盟維鋰金屬電池的無人機飛行時間延長超過70%，在實際應用場景中展示了鋰金屬電池的續航優勢。

安徽盟維新能源科技有限公司聯合創始人、CEO 周莉莎

鋰金屬電池作為顛覆性的前沿技術，在金屬鋰負極和電芯生產方面還存在工藝路線不明確、制造裝備不完善等問題，亟需產業各方共同建立產業鏈，實現早日規模化應用。吉陽智能通過對電池產業的歷史數據分析，發現電池產業呈現出周期性的發展規律，能量密度每年提升約7%-8%，成本每年下降約7%-10%。鋰金屬電池的制造工藝面臨從實驗室到產業化的演進，關鍵因素包括配方、工藝、質量控制、大規模制造能力等，同時固態電池的制造需要考慮電解質選擇、界面修飾、電子導電性等因素，兼顧生產效率和制造成本。通過對不同電池結構影響的思考，吉陽智能認為正負極材料膨脹收縮不一致導致卷繞工藝電池存在內部褶皺，判斷疊片工藝更適合固態電池。全固態電池制造工藝的核心是解決界面接觸問題，原位固態化是生產固態電池的關鍵工藝，目前主要采用熱固化方法，還有其他潛在方法值得探索。

深圳吉陽智能科技有限公司董事長 陽如坤

03鋰金屬電池賦能低空經濟和高端化新能源汽車

任何一項新興技術從發展到商業化落地，必將會經歷從技術驅動到市場驅動再到規模驅動的過程。低空經濟是電動化、智能化低空飛行活動的綜合經濟形態，成為科技含量高、帶動作用強、成長空間大的新型產業，飛行汽車正成為低空經濟的新增長點，而鋰金屬電池為電動化飛行汽車提供技術保障，已全面進入低空應用場景，其次，高端新能源汽車主打差異化競爭，也是鋰金屬電池應用的絕佳場景。

固態電池、鋰金屬電池等下一代動力電池已成為全球各國紛紛發力搶占的科技制高點，并被部分國家納入科技創新的頂層設計和戰略規劃中。東風汽車認為目前固態電池仍存在諸多技術挑戰亟待解決，一是開發高容量、高效率正極材料；二是開發高電導、高強度、高界面穩定性電解質膜；三是開發高容量、高材料穩定性負極材料；四是改造/全新研發制造高比能高安全固態電池的設備。在固態電池汽車的量產和示范運營方面，東風汽車率先完成了混合固液電池上車搭載，示范運營車輛累計行駛里程超170萬公里。未來，東風汽車將通過材料體系創新、集成設計優化等不斷提升固態電池能量密度及本征安全，推進高比能固態電池整車搭載。

東風汽車集團有限公司研發總院副院長 史建鵬

會議最后由清華大學物理系教授張躍鋼進行總結。他指出，在空地交通全面電動化需求下，高比能、高安全是動力電池的長期發展方向，鋰金屬電池體系是最優技術路線，實現鋰金屬電池商業化的核心是滿足應用場景的綜合性能指標需求。其次，鋰金屬電池目前還存在一定科學問題和工程問題，制約了其產業化應用，但已有不少科研機構和企業都提出了相應的解決方案，圍繞鋰金屬電池設計、安全性能、復合金屬鋰負極制備、車用動力電池系統研發、鋰金屬電池制造工藝裝備等。最后，針對未來鋰金屬電池的技術創新和加速落地，他建議中國汽車工程學會等組織多方創新團隊聯合開展關鍵共性技術研發，共同完成基礎材料和前沿理論的重大創新，整車企業和電池企業應進一步推動電池單體及系統設計驗證，乘勢而上，奮發有為，一起推進鋰金屬電池加速落地，為空地交通全面電動化賦能。