院士企业家研究员携手 “千里”之行始于创新

发布时间: 来源：北京日报

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2023年年底，一场“超长直播”引发关注：蔚来汽车创始人李斌驾驶搭载150千瓦时长续航电池包的纯电动汽车，跑出1044公里的成绩。“续航超1000公里，真能告别里程焦虑了！”网友的感叹在直播间刷屏。

这款长续航电池包的核心组件，来自北京民营独角兽企业卫蓝新能源。作为国内首批开上纯电动汽车的“先锋”车主之一，卫蓝创始人、董事长俞会根对众多车主的里程焦虑感同身受。

2010年冬天，时任某新能源车企电池总工程师的俞会根开着企业研发的初代纯电汽车每天往返于北京城区与郊区之间。顶着寒风上路，他发现续航里程直接从150公里掉到了70多公里。暖风一点不敢开，俞会根在车上裹紧羽绒服咬紧牙关：“总有一天要把里程焦虑甩掉！”

这份初心，暗暗埋下了创业的火种。

经过多年发展，纯电动汽车已广泛采用锂离子液态电池，续航里程从150公里提升至五六百公里。但即便如此，冬季电池衰减导致电动车变“电动爹”的痛点依然难解，电解液易燃易爆的风险更给车主带来安全隐忧。

摆脱里程焦虑和提升安全性的双重压力下，固态锂电池作为下一代电池技术进入众多企业的视野。如果将电解液替换成固态电解质，动力电池能量密度有望突破每公斤500瓦时，这样电动汽车不用明显增加电池包的重量和体积就能实现超长续航，同时电池安全性也会大幅提升。

但在十年前，俞会根苦寻提升动力电池性能方案之际，固态电池还是一条让人望而却步的冷门赛道，技术方向不确定，生产工艺难度极大，商业化量产的成功概率几乎为零。

通俗来说，液态锂电池的充放电过程中，锂离子就像优秀的游泳运动员一样，在电池的正负极间不断折返。但固态电池的电解质和正负极都是固态，无法严丝合缝地贴合，导电性和循环寿命都大受影响。

2015年，一个破局机会出现了。俞会根的大学同窗、中国科学院物理所研究员李泓在一次电池硅负极表面副反应实验中看到一个现象：液态电解液在多次充放电后产生副反应，在负极表面“生长”出一层层无序状的固体。

李泓突生灵感：固态电解质需要施以很大的压力才能与正负极表面紧密结合，这种“天然生长”的固态电解质，恰恰解决了“固-固界面”接触性差的大难题！

基于这一无心插柳的新发现，李泓提出了固态电池生产“原位固态化”设想，这让俞会根如获至宝。2016年，卫蓝新能源应运而生，中国科学院物理所的陈立泉院士、俞会根、李泓三人成为联合创始人。

基于“原位固态化”设想，卫蓝新能源进一步确立了自己的固态电池主要技术路线。“我们将氧化物、聚合物两种路线相融合，让聚合物先以液态形态填满氧化物粉末间的空隙，然后进行原位固态化。”俞会根介绍。

然而，现实中，要实现完美“填空”却面临着材料、工艺、成本等多重难题，全固态电池真正实现商业化量产任重道远。而随着全球汽车业新能源变革风起云涌，固态电池逐渐成为巨头环伺的热门赛道。

作为初创公司，卫蓝必须尽快拿出能投向市场的量产产品，才能搏出自己的生存空间。公司首席科学家李泓在2017年率先提出了“半固态电池”的概念，即在固态电解质中加入部分液态电解质，填补粉末状固态电解质间的空隙。

“半固态”概念一出，业界不乏质疑之声。“固态搞不成，弄个半固态来糊弄事儿？”俞会根对此不争辩，埋头于半固态产品研发。2020年，蔚来汽车抛来合作橄榄枝，寻找一款能够让纯电动汽车一口气跑1000公里的电池产品。

1000公里续航，已经触及液态电池的能量密度天花板。此前，蔚来走访了多家电池企业，都没有找到可行的解决方案，但俞会根勇敢地应下了这一挑战。

2021年，一场“千里”之行的创新攻关开跑。卫蓝选址湖州建设了动力电池生产线，“材料体系、团队、设备都是新的，千头万绪。”俞会根回忆，当时湖州项目的总经理完全没信心，常常向他诉苦。为此，他多次前往基地，给团队打气，也与原材料供应商、设备厂家和蔚来专家团队一起优化电芯设计和工艺难题。

2023年，卫蓝向蔚来交付了半固态高能量密度电芯，每公斤360瓦时的能量密度在当时刷新行业之最。如今，国内已有多家企业跟进研发和推出半固态电池产品。

当然，半固态只能是过渡方案。在全固态电池“革新前夜”，这只独角兽仍在加速奔跑。

“从半固态到全固态，还有一道很难、很高的台阶。我们会把半固态电池的液态电解液一点点减少，让聚合物‘生长’出的固态电解质能够像‘水’一样，完美填满氧化物粉末间的空隙。”俞会根预计，公司首批全固态电池的能量密度将达到每公斤400瓦时，计划2027年小批量装车。

独角兽“秘笈”

拥抱变革全力以赴创新冲刺

新能源汽车距离全固态电池还有多远？

李泓预判，全固态电池的小批量落地在2027年，但真正大规模商业化可能要到2030年。固态电池落地并不意味着液态电池消失，两者并不是完全替代的关系，而是各自会有适应的市场。

“在这个过程中，我们要全力以赴创新冲刺，力争掌握从混合固液到全固态四代固态电池的材料、装备、工艺、电芯及系统集成技术。”李泓透露，近年来，卫蓝一直深耕产业链系统搭建，在材料和零部件领域投资参与的企业已有27家。在他看来，保持创新竞争力，始终是独角兽生存的底线要求。

除了新能源汽车，卫蓝还将半固态电池产品送入工业无人机、储能等多个市场。“新能源汽车的固态电池进程相对缓慢，优先进入储能等市场，能够帮企业尽快实现多途径造血。”俞会根说。

2024年春节假期，当人们还沉浸在阖家团圆的幸福中时，俞会根带着卫蓝新能源最新的半固态电池储能方案坐上了飞机，去洽谈公司储能生产线正式投产后的首个订单。通过向项目方展示储能半固态电池产品在挤压、高温、针刺等实验中表现出的安全优势以及成本控制成效，公司拿下了百兆瓦时级别的储能大单。

目前，卫蓝新能源已在北京房山、江苏溧阳、浙江湖州、山东淄博、广东珠海布局五大产业基地。“我们的半固态电池会根据不同用户的需求量身定制，进而有针对性地满足用户在成本、能量密度、安全性上的不同需求。”俞会根表示，公司在规模上没有优势，但一些细分市场会成为独角兽的发展机遇。