贝特瑞李子坤:全固态电池有望2035年前走进大众生活

2025-10-29

十四年前,贝特瑞新能源技术研究院(后更名为贝特瑞中央研究院)首任院长黄友元赴香港公干,偶然与一名青年学生交流后,前往青年所在学校实验室,与其畅聊两个多小时。临别时,黄友元邀请青年到深圳、到贝特瑞看看。这个青年就是李子坤,这也成了他与贝特瑞缘分的开端。

2011年,在香港浸会大学物理系攻读博士学位的李子坤,凭借对快离子导体的专业研究,敏锐捕捉到锂离子电池在新能源汽车领域的发展机遇,决定毕业后投身锂电行业。他表示:“2011年之前,锂电池在数码领域应用成熟,像MP3、MP4、相机、手机等都常见装载锂电池,但这些数码产品体积小。当时新能源汽车概念已出现,锂电池在汽车上也有了应用示范。我觉得这个市场发展会很快,空间巨大,且汽车对电池性能要求和数码不同,电池技术提升空间大。”2010年,贝特瑞超越日本材料厂商,首次成为全球负极材料出货量第一的企业,这让李子坤印象深刻。接到黄友元的邀请后,他几乎没犹豫就加入了贝特瑞。他说:“来了之后我发现贝特瑞对材料研发投入很大,当时整个实验室投资就有一个亿。进来后,大家讨论最多的就是如何设计好材料,这很打动我。”

此后十四年,李子坤一直留在贝特瑞。2020年12月,他因在新能源材料领域的研发成就和付出,荣获“广东省劳动模范”称号。2022年初,贝特瑞研究院升级为中央研究院,他作为院长开启了新征程。今年5月,李子坤代表贝特瑞发布了贝安FLEX半固态及GUARD全固态系列高镍正极、硅基负极、固态电解质、锂碳复合负极等固态电池材料整体解决方案,表明贝特瑞在固态电池材料各环节都已做好准备。

李子坤表示:“当年将锂电池用于新能源汽车时,不敢想象如今无人机、人形机器人等应用场景。现在这些场景落地成功率很高,这让我们有了更大胆的想法,像低空经济、电动大飞机、轮船等领域的电源器件,都可用全固态电芯方案解决。我们当前核心工作是打造材料综合应用方案,推动全固态电芯商业化落地,助力相关场景商业化进程。”不过,他也指出,目前半固态电池已逐渐商用,但全固态电池仍面临诸多挑战。对于全固态电池大规模商用时间,他保守估计2030年前会在高端数码、人形机器人、低空经济等对成本不敏感的场景示范应用,但此时技术还不够成熟,普通消费者难以受益。他认为2035年前全固态电池可能在汽车、无人机等更广泛民用场景达到相对成熟,让普通消费者受益。

除了专注材料技术攻坚,李子坤还关注人工智能在材料研发体系中的应用。他介绍,依托AI大模型研发材料新品类,效率至少可提升50%。“我们在开发固态电池材料时,会把前期积累的大量研发数据、实验结果植入AI模型,通过模型计算预测或指导研发行为。”

李子坤。资料图

全固态电池在民用场景成熟应用,可能会在2035年前

《21世纪》提问:近日,工业和信息化部、国家市场监督管理总局联合印发《电子信息制造业2025 — 2026年稳增长行动方案》,明确支持全固态电池等前沿技术基础研究,你怎么看这一政策?

李子坤回答:该政策对行业有很强牵引作用,还能提供资源支撑。当前锂离子电池发展面临技术瓶颈,如破解安全隐患、提升能量密度和快充能力等,这些问题制约了锂电池应用场景拓展。因此,工信部大力推动全固态电池产业发展。

《21世纪》:当前全固态电池发展面临哪些挑战?

李子坤:全固态电池发展需解决两大根本问题,一是安全问题,全固态体系可规避液态电芯安全风险;二是能量密度问题,全固态技术能提升液态电芯能量密度。同时,全固态体系还能拓展锂电池应用场景,如低空经济、人形机器人、无人机、未来电动大飞机等领域,这些场景对安全和能量密度要求高,全固态电池有应用潜力。

《21世纪》:你曾提到全固态电池商业化落地存在挑战,能介绍下当前产业攻克方向和下一步计划吗?

李子坤:中国固态电池发展分两阶段,半固态电池已逐渐商用,全固态电池仍面临挑战。材料方面,硫化物电解质需解决成本、空气稳定性、耐高低压等问题;硅基负极要解决膨胀问题,避免影响界面稳定性;金属锂负极需解决稳定性与膨胀问题;高镍正极、富锂锰基正极需解决循环性能与DCR等问题,产业界正针对这些问题制定解决方案。

《21世纪》:你预计全固态电池何时能在人形机器人中大规模商用?

李子坤:结合行业情况和材料现状,保守估计2030年前全固态电池会在高端数码、人形机器人、低空经济等对成本不敏感的场景示范应用,但技术还不成熟。他认为2035年前全固态电池可能在更广泛民用场景相对成熟,让普通消费者受益。

《21世纪》:业内认为新能源汽车爆发速度超预期,全固态电池会有类似情况吗?

李子坤:全固态电池发展可能超预期,但它的完善依赖材料、装备、电芯技术及产业链的完善,且电芯需与不同应用场景适配,不同场景对电芯性能侧重点不同,并非一款电池通用。场景适配需要时间,他预测需10年左右,但不排除适配速度加快的可能。

全固态电池将冲击材料产业 电解质、隔膜受影响最大

《21世纪》:若商业化爆发,贝特瑞的技术储备能应对不同场景需求吗?

李子坤:贝特瑞研究院已做好技术储备。一方面关注后端应用场景需求,从正负极、电解质等材料侧开展研究,匹配和优化综合性能;另一方面,依托贝特瑞在正负极材料领域的工程化能力,若技术成熟,产业化能力可快速跟进,满足场景需求。

《21世纪》:从产业参与者角度,全固态电池对新能源产业材料端格局有何影响?

李子坤:全固态电池会冲击产业材料端,对电解质、隔膜影响最大。从半固态到全固态电池,正负极材料变化不大,硅基负极可能向金属锂负极过渡,正极材料仍围绕高镍三元、富锂锰基等。但电解质与隔膜变化显著,半固态电池用凝胶态电解质,电解液用量减少;全固态电池若用硫化物等无机电解质,会摒弃传统电解液与隔膜,相关产业可能面临较大调整。

《21世纪》:在负极材料领域,哪些技术方向最快能取得突破?

李子坤:技术突破分三个层次,与电芯应用需求同步。一是常规液态电芯石墨负极,目前4C级材料已出现,研发正向6C级推进;二是硅基负极材料,当前应用于常规液态电池,未来考虑用于半固态和全固态体系,需解决低膨胀、长循环问题;三是全固态电池金属锂负极,要解决稳定性与低膨胀问题,目前已有技术攻关。

储能市场将带来锂电产业第三波爆发期

《21世纪》:顶层设计提出2027年新型储能装机规模超1.8亿千瓦,贝特瑞在储能领域布局力度大,这一政策会推动贝特瑞加速布局吗?贝特瑞有哪些举措?

李子坤:该政策会推动贝特瑞加速在储能领域布局。锂电应用已从数码、动力转向储能,储能是锂电产业第三波爆发期。目前储能体量不及新能源汽车,但预计2030年储能对锂电的需求量将与新能源汽车持平,2030年后需求量更大。贝特瑞的举措包括:一是开发储能用材料方案,研发可实现万次级循环的材料,满足储能对长循环、高安全、低成本的要求;二是针对不同储能需求布局电源器件和对应材料,如钠离子电池正负极材料适配北方低温、高安全储能需求,氢能燃料电池相关材料适配长周期储能;三是推进海外布局,在印尼、摩洛哥等地匹配储能材料产能,满足欧美、东南亚市场的储能电芯需求。

《21世纪》:当前储能市场竞争激烈,贝特瑞如何应对?

李子坤:当前储能市场处于上升期,需求潜力大,但竞争也存在。未来胜出的企业需有特色创新技术,能满足各类储能场景需求。贝特瑞配合客户开发定制化材料,虽前期定制化可能增加成本,但随着材料应用体系完善和对材料理解加深,未来有降本空间,降本是材料规模化应用的必要条件,所以贝特瑞始终把技术创新放在首位。

《21世纪》:当前电池材料行业处于下行周期,全固态电池与储能被视为重要增长点,行业重回快速增长阶段还需多久?

李子坤:当前行业已有好转迹象,此前储能市场因恶性内卷,材料与电芯创新动力不足,发展放缓。若行业摒弃恶性竞争,聚焦电芯与材料的技术革新,储能市场局面会快速改善,行业重回快速良性增长只是时间问题。

"AI for Science"材料研发周期至少可缩短约50%

《21世纪》:你关注哪些人工智能技术?贝特瑞在AI应用方面有哪些实践?效果如何?

李子坤:他重点关注“AI for Science”,目前贝特瑞与北大合作推进“AI + 材料”项目,将AI技术应用于材料开发,尤其在固态电池材料研发中效果显著。引入AI后,研发效率提升50%,成本降低50%,比如原本可能要做10次实验,AI模型可筛选掉5次大概率无效的实验。

《21世纪》:AI模型能推广到其他材料领域吗?

李子坤:贝特瑞所用模型由外部单位协助构建,核心实验数据为贝特瑞自有。模型不能直接推广,因为不同材料、场景在电化学体系中的功能与定位不同,如固态电池正负极材料需单独优化模型,即使大部分相同,仍有部分需要调整,才能适配新的材料开发场景。

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