欧阳明高：中国动力电池发展历程、技术进展与前景展望
2026-01-15
中国电源产业网
导语：“新能源汽车蓝皮书（2025）”专家视点篇，围绕产业形势、技术发展、政策走向以及2024年行业热点问题（如价格战、融合发展、全球化、车路云一体化等方面）共收录了9位专家的精彩评述，殷殷之心，拳拳可见。
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我们将按照专家姓氏拼音顺序陆续发布每位专家的宝贵观点，供读者更快了解产业发展。
本期专家观点人物：欧阳明高
中国科学院院士，清华大学教授，中国电动汽车百人会副理事长 欧阳明高
中国动力电池发展历程、技术进展与前景展望
长期以来，新能源汽车能够实现爆发式增长，主要得益于锂离子电池的技术突破。回顾动力电池2000年至2030年的技术发展周期，第一个十年，动力化开始落地应用，在此过程中，安全问题成为首要挑战，且这一问题至今仍未得到彻底解决。2010年，因车辆起火事故，开始深入开展电池安全研究，并成立了电池安全研究实验室。第二个十年，随着人工智能革命的兴起，电池领域迎来智能化发展阶段，重点在于实现电池全生命周期的智能化管理，以降低成本、提高效率。自2020年起，进入第三个十年，至2030年的重点聚焦于材料体系创新，尤其是固态电池的研发。在这三个十年的发展历程中，电池研究的重点分别为安全电池、智能电池、固态电池。
安全电池首要面临的挑战是热失控。热失控是指由各种诱因导致电池温度急剧上升，在极端情况下，温度每秒可上升一千度，当温度无法得到有效控制时，即发生热失控现象。一旦某个电池发生热失控，在电池包内部极易引发传播蔓延，最终可能导致燃烧事故，这便是热失控引发燃烧事故的过程。为深入研究电池安全问题，需从材料、原子层面着手，例如借助同步辐射光源大科学装置进行研究；从热学角度出发，揭示热失控过程的内在机理；进而研究电池单体热失控及抑制技术，如对正极材料进行包覆处理、研发高安全隔膜等。
智能电池发展的首要方面是电池仿真与设计智能化。早期电池研发主要采用试错法，随后发展为仿真化设计，如今已进入电池智能设计（BDA）阶段。电池智能设计技术能够将电池研发效率提升1-2个数量级，节省70%-80%的研发费用。这主要通过仿真技术和高效智能的循优算法得以实现。当前的数字实验室融合了多尺度表征、计算、分析、设计与发展技术，整合了电池测试、优化设计和AI建模方法，形成了针对新材料、新设备和新系统的闭环研发系统。电池设计软件工具链涵盖虚拟建模、短/长期性能仿真以及型号自动设计等功能。通过人工智能技术，图像处理后的数据可直接导入仿真软件，仿真软件能够直接进行性能预测，根据预测结果筛选出性能优良的方案，并快速生成原型，整个研发链条实现了智能化。国内如宁德时代等企业已率先开展相关实践。
智能电池发展的另一个重要方面是电池智能制造。在智能装备领域，以叠片电池为例，深圳吉阳科技已实现每分钟叠片600片的生产速度，这一叠片节拍处于全球领先水平。在电池制造工艺方面，电池制造工艺的前段、中段、后段均需实现智能化，尤其是产线大数据的应用。以分容工序为例，传统分容方式耗时、占地且成本高昂，通过智能预测技术，可将分容时间缩短一半，节约45%的分容时间、电费、设备及场地成本，同时借助产线大数据，能够有效避免缺陷电池流入产品环节。
固态电池的研发可分为三个步骤。首先，重点攻关固态电解质；其次，着力研发高容量复合负极；最后，开展高容量复合正极的研究。第一步是固态电解质攻关，2025年的目标是实现电池能量密度达到200Wh/kg、体积能量密度达到400Wh/L，打通全固态电池技术链，三元和石墨正负极基本保持不变，确立主体电解质体系；到2030年，目标是将电池能量密度提升至300Wh/kg、体积能量密度提升至600Wh/L，以特种商用车应用为主要场景，采用三元和硅碳正负极材料，优化固态电解质体系（主体电解质+补充电解质），实现电池层面大于4C的倍率性能和5000次的循环寿命。第二步是复合负极的研发。
2030年的目标是实现电池能量密度达到400Wh/kg、体积能量密度达到800Wh/L，以高性能乘用车应用为主要场景，进一步发展高比容量高硅基负极材料，实现电池层面大于3C的倍率性能和1500次的循环寿命；到2035年，目标是进一步发展高比容量锂金属负极（锂金属载体或功能层）。第三步是复合正极的研究。2035年的目标是进一步发展高电压高比容量富锂正极材料，实现电池能量密度达到500Wh/kg、体积能量密度达到1000Wh/L；到2040年，目标是发展锂硫和锂空气电池，实现电池能量密度达到700Wh/kg。（来源：新能源汽车行业蓝皮书）
编辑：中国电源产业网
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