今年WPBC 2026国联汽车动力电池研究院王建涛带来的分享是《硫卤化物固态电池及关键材料》要点总结。
国联汽车动力电池研究院是动力电池领域的国家级创新平台,主要做的工作的高能量、高功率电池、全固态电池的关键工程技术开发,以及相关关键材料的技术转让和产业孵化。自身产品多处于中试阶段。
在固态电池领域,2012年Li₂S-P₂S₅体系(1mS/cm)起步,2015年Argyrodite体系(1.5mS/cm),2017年与西安大略大学(孙学良院士)共建固态电池联合实验室,此后材料指标一路推到14mS/cm高离子导硫化物电解质、-30度露点稳定的500nm电解质,卤化物电解质同步布局。
已形成硫化物(SF05E、SC04A、SA02A等)与卤化物(HA01C、HA01A等)系列化产品,批量稳定供应行业头部企业。
工程化节奏:2019年百克级稳定制备 → 2020年公斤级 → 2021年低成本吨级工程化平台 → 2022年百公斤批量一致性验证 → 2024年10-20吨级中试平台 → 2025年100吨级中试平台。
2025年孵化国联芯材(北京)科技有限公司承接电解质产品的开发与供应。
本次王建涛的分享可以总结为"两个工艺、两个技术,外加两种新型材料的探索"。
两个工艺分别是厚电极高倍率工艺、电解质膜薄型化与转印一致性工艺。
厚电极高倍率工艺的痛点是全固态电池要提高面容量必须做厚电极,但厚电极里离子和电子的传输通道差,倍率上不去。
国联的解决方向是纳米化 + 分散工程。不靠多加导电剂来补传输,而是把纳米化固态电解质与导电剂在浆料层面分散均匀,在厚电极内部同时建成离子和电子两套通路。
具体实现方式是开发适配纳米材料的分散技术与配套装备,实现纳米化固态电解质、超细导电剂与活性物质三者——比重不同、粒径不同——在浆料中的均匀稳定分散,构建高效离子/电子传输通路;配套全固态电池专用碳管浆料与专用粘结剂。
实验结果来看,应用于9系正极,首次放电容量220mAh/g(0.1C);1C循环1100周,容量保持率大于93%。
电解质膜薄型化与转印一致性工艺的痛点是电解质膜一薄,力学性能就撑不住;超薄膜往负极上转印时,连续性和完整性都成问题;转印后收卷,应力释放会带来裂痕、裂纹,模切也开裂。
解决方向是把电解质膜当作需要独立力学设计的功能膜,而不是电极上的一层涂层——先解决膜自身的强度,再解决膜与电极之间的连续化转印。
具体做法是用不同粒径级配的电解质、新型粘结剂和内增强策略突破膜的力学调控与连续化制备;再针对转印环节做膜调控与工艺开发。
结果为实现幅宽200~300mm、面密度3~10mg/cm²、离子电导率1~4mS/cm的电解质膜稳定制备;膜离子导达3.72mS/cm,新型粘结剂使剥离强度提高7倍;实现双面连续化转印,转印后双面厚度偏差±1μm,收卷与模切开裂问题得到解决。
两个技术分别是高可靠防短路技术、双向一体化成型技术。
防短路技术是因为电解质膜一旦薄到一定程度(比如在研发的25微米膜),在最后成型的高等静压力压制环节就容易短路。
解决方向是从单纯的材料防护转向电芯结构可靠性设计——在高等静压力成型这一最危险的工序上,用结构设计与耐压材料共同保护短路位点。
具体做法是开展电芯结构设计,通过电极和电解质膜的力学调控,并引入新型耐高压力材料对短路位点做保护。
目前结果大尺寸多叠层电芯短路率<2%,容量及首次效率偏差控制在±2%以内;已实现小批量试制,充放电容量、效率与质量一致性受控,电芯安全性同步提升。

双向一体化成型要解决的痛点是大容量电芯里,正极与电解质膜、负极与电解质膜之间是大面积界面,离子传输界面极难构筑,阻抗高。
技术的方向是界面一体化——把正负极与电解质膜从"两片贴合"做成"互锁一体",用界面结构而非外部压力去保证离子通得过去。
具体的做法是引入过渡层,在正极/负极与电解质膜之间形成互锁结构。最终结果实现离子在正极—电解质膜—负极之间传输更有效更快,阻抗下降,大容量电芯实现批量化制备(软包电芯227mm×165mm )。
两种材料是富锂锰基正极、高比容量负极的低压力设计。
富锂锰优势是比容量高,但高电压下与电解质的适配性差,长循环压降大。解决的方向是在已有的晶面调控、掺杂改性之外,把着力点移到颗粒表面——用多组分非晶界面层去承接高电压下的界面反应,体相结构不动。也就是从体相到表层。
具体做法是开发多组分非晶界面层的表面改性技术,提升富锂材料循环过程中的结构稳定性。
最终结果实现富锂锰基材料25℃克容量>260mAh/g,1C循环800周容量保持率大于90%,压降低;基于固态电解质的表面改性正进一步推进比容量>295mAh/g(4.8V)的富锂材料开发——即发言中所说"接近300mAh/g",对应400Wh/kg电池对高容量正极的需求。
产业化进展方面, 2011年起步,2018年承担国家级计划,2021年技转,2023年孵化有研新能源。
高比容量负极低压力是因为全固态电池运行中会产生压力,压力来源与硅基负极的体积膨胀、界面不稳定直接相关。实现的方向是通过开发低应变材料、自修复界面层、界面预构建三条腿并行解决。
实现的结果是硅基负极2800mAh/g,循环300周容量保持率80%;CVD硅碳>1400mAh/g,0.33C循环1000次保持率86%;改性石墨改善锂化002晶面与硫化物界面不稳定问题,>300mAh/g、1000周不衰减。



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