购销网
您的位置: 购销网首页 >> 资讯

马健:格物探源深耕储能 破局立新笃行致远

格物探源深耕储能 ,破局立新笃行致远

——访骥千里(苏州)新能源有限公司总经理马健

锂电产业历经二十余年迭代,早已跳出两轮代步工具配套部件的窄域,渗透交通运载、电网储能、智能装备等诸多实业赛道。《中国制造2025规划纲要》提出:“制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基”,明确要推动产业转型升级,实现制造业由大变强的历史跨越中国政府网。作为新能源制造领域从业者,马健深感这份时代赋予的责任重大、任务艰巨。凡事预则立,不预则废,自2004年启动锂电池立项研发起,他便认定锂电池作为高端制造能源供给的“心脏”,是无法绕开的核心环节,小到手机等消费移动终端,大到航空航天国之重器,可靠先进的能源供给技术至关重要。我国工业规模长足进步,但工业基础能力、基础理论创新短板,仍是制约产业高质量提升的症结。国内锂电行业二十多年长期沿用日本索尼确立的传统理论,缺少本土原创底层理论突破,产业规模增长的同时难以实现本质性革新。千禧年一场电动车充电起火的产业危机,将马健带入储能研发领域。他没有跟随业内通行的电化学研究路径,转而从粒子物理迁移的角度重新拆解电池运行本质:从充电控制器改良起步,历经化成设备迭代、固态材料适配、两代电芯持续打磨,整套研发体系依托独创底层理论完整搭建。无行业头部资源加持,无巨额研发资金托举,仅凭底层理论创新打破行业固有框架,走出一条理论、工艺、设备、材料全线独立的固态电池研发路径。

初心启途·溯源立论

(一)缘起忧患:叩问锂电底层运行逻辑

2000年国内两轮电动车市场快速扩张,锂电池充电升温、自燃事故频发,设备厂商四处寻求安全改良方案,马健团队的锂电池研发之路自此开启。彼时全行业统一认定锂电池依靠电化学反应储能释能,市面充电设备全部采用恒流恒压模式,只能轻微缓解发热,无法根除热失控隐患。

一次高精度称量实验带来关键启示:铅酸电池发生化学反应伴随新物质生成,充放电前后重量会发生变化;但锂电池在高精仪器检测下,充满电与放完电重量基本保持不变。这一现象如同牛顿观察苹果落地,重大科学发现往往藏在容易被忽略的现实细节之中,需要科研工作者保持敏锐觉知,挖掘现象背后的客观科学规律。正是这一观测,让马健团队萌生大胆猜想:锂电池或是物理储能载体,而非电化学电池。

团队拆解大量电芯,反复模拟各类充电工况下粒子运动状态,得出与行业主流完全相悖的判断:锂电池能量传递依托电子空穴物理迁移,而非化学反应。这一观点在国内几乎无人认同,海外也仅有少量零散研究,长期游离于主流视野之外。

最初团队仅打算改良充电设备,但传统电化学理论束缚下,所有优化都只是表层修补。团队意识到,不重构电池运行的底层认知,电芯与配套设备的改良永远无法触及核心症结。团队彻底跳出固有研究框架,以“锂电属于物理储能载体”为核心命题,开启十余年不间断的理论推演与实物验证。正如科技领域反复强调,核心技术靠化缘是要不来的,只有自力更生;不能总是用别人的昨天来装扮自己的明天,唯有立足自主基础理论突破,才能掌握产业竞争主动权。

(二)设备革新:以工程实物佐证理论推演

理论猜想要获得行业认可,必须依托实体设备完成实证。锂电生产的化成工序中产生气体,一直被业内视作电化学反应的直接证据,也是外界质疑团队理论的核心依据。为回应争议,团队自主研发全套化成设备,独立完成设计、调试与试产。

经过反复工艺打磨,自研化成设备实现特殊效果:任意市面液态电芯经该设备化成全程无气体析出,电芯一致性同步提升,从工程层面印证锂电储能的物理机制,这套设备成为理论落地的首个实物支撑。团队进一步从分子、电子、基本粒子维度搭建锂电池数学结构模型,借助超级计算机仿真平台、高分辨率电子显微镜观测电子云运行轨迹,完成物理锂电池概念的系统科学验证。研究同时发现,传统恒流恒压充电模式脱胎于铅酸化学电池体系,并不适配锂电池物理储能属性,也是行业长期误判锂电为电化学体系的重要诱因。

同期,团队基于动态电流逻辑研发大功率充电设备,区别于标准化恒流恒压产品,以实时变电流适配电芯内部粒子运动,大幅降低充电起火风险。马健曾带队对接丰田、本田、日产等日本车企开展测试,全部优化需求均落地达标。但当时海外车企重心放在氢能源,纯电车型仅作技术储备,规模化采购无从谈起,设备商业化被迫搁置。充电、化成设备虽因成本偏高难以快速普及,却为后续固态电池研发积累了完整设备定制与工艺调试经验。

(三)洞见大势:锁定全固态电池长期研发主线

液态锂电存在无法依靠设备改良消除的先天短板:低温容量骤降、续航存在上限、高温极易热失控,这是全行业共识。全球企业与科研机构均认可全固态电池是液态锂电的最终替代方案,业内分化出氧化物、硫化物、聚合物多条路线。不少企业在固态电解质中掺入少量液态电解液,冠以半固态、准固态名称混淆市场评判标准。

国内出台全新行业标准,明确120℃失重低于0.5%才可定义全固态电池,其余掺液产品统一归类为固液混合物,从规范层面遏制概念炒作。早在标准落地前,马健团队便判断固液混合只是短期过渡方案,无法彻底解决液态锂电缺陷,在化成设备研发收尾时同步启动固态电解质材料攻关,目标打造无液态电解液的纯全固态电芯。

回看当下锂电产业,市场繁荣之下暗藏隐忧:大量资本涌入追逐市场份额,却忽视基础理论根基;产品迭代停留在现有理论框架内做修补,如同厨师做菜淡了加盐、咸了加糖,通过材料包覆、改性等手段做表层优化,缺少本质创新。松下曾投入65亿美金搭建亚真空生产环境攻关高镍三元电池,最终项目宣告失败,本质就是没有突破底层理论,仅依靠制程设备与品控,无法实现高端产业化的技术要求。团队由此笃定:站在产业顶端的充分必要条件,是锂电池基础理论的突破与创新。

多数行业专家保守判断,全固态规模化量产至少要等到2030年。深耕行业二十五年的马健有着不同看法,产业研发长期停滞,根源是所有迭代都建立在传统电化学理论之上,仅调整应用参数,底层逻辑没有突破,研发自然处处受限。依托自成体系的物理储能理论,叠加设备、工艺储备,团队确定以半导体式全固态电池作为长期核心研发方向。

独辟蹊径·全链创新

(一)底层重构:搭建半导体电池独立技术体系

市面上主流固态路线均沿用电化学理论设计电芯,依靠电解液离子嵌入脱出完成储能循环。马健团队凭借二十余年理论沉淀,提出“空穴填电子”物理传导机制,将固态电池视作微型半导体载体,彻底重构电芯底层设计逻辑,半导体全固态电池的名称由此而来。

整套技术实现四维自主闭环:底层理论、量产工艺、固态材料、配套设备全部脱离行业主流路径,无成熟方案可供借鉴。团队联合专业材料团队协同研发,定制适配物理传导机制的固态电解质与正负极材料。电芯少量添加稀有金属稳定结构,用料占比极低,国内产业链可稳定供给;团队同步布局电芯回收工艺,对冲锂、钴、镍原料价格波动,目前已完成无钴二元高镍材料样品试制,进一步压缩原材料成本波动带来的影响。

行业普遍先做样品再反推理论,马健团队反向操作,先完成完整理论论证,再推导材料配比、设备参数与生产工序,从源头规避固固界面阻抗、循环衰减、内部产气等行业共性难题,为电芯量产扫清理论与工艺障碍。针对行业通用安全测试,马健也提出辩证思考:以针刺试验为例,人为将钢钉砸入电池造成强制内短路,瞬间产生数百度高温,传统有机隔膜耐受温度仅约120℃,隔膜熔融会进一步扩大短路,造成起火爆炸。电池性能越好,短路释放能量越大,燃烧反而越剧烈。因此安全研发不能被动承受穿刺破坏,应当着力推进无机隔膜升级、提升隔膜耐温系数,同步强化壳体机械强度,尽可能阻挡外物穿刺侵入。行业标准是产业政策、企业发展的重要依据,标准制定必须具备理论前瞻性,不能简单照搬过往经验。锂电池四大核心指标:能量密度、循环寿命、安全性能、倍率特性,部分现有评判维度也有待结合底层物理机理重新审视。

(二)样品迭代:两代电芯完成阶梯式性能升级

2022年团队产出初代全固态样品,能量密度270Wh/kg,但循环寿命仅有数百次,虽优于液态锂电180-220Wh/kg的水平,对比同期其他固态样品仍有差距。2023年团队优化材料配比与烧结工艺,电芯循环次数提升至近2000次,初代产品正式具备小批量量产条件。

初代电芯最大优势在于成本控制,市面其他固态电池成本普遍1至2.5元/Wh,实验室样品成本甚至达到液态锂电十倍,不具备量产经济价值;马健团队初代产品成本仅0.4-0.5元/Wh,与传统液态锂电持平,直接破除固态商业化最大成本壁垒。同时初代产品具备固态电池通用优势,低温稳定性、安全阈值全面优于液态电芯,针刺、高温环境不会起火爆炸,适配乘用车、储能、3C数码、小型机器人等常规场景。

2025年第二代电芯样品完成迭代,基础能量密度达到700Wh/kg,调整工作电压至8-12V后,后续版本可冲击900-1000Wh/kg,届时能量密度、低温适配、循环寿命、充放电倍率将形成全面领先。电芯支持3倍充电、5至8倍放电高倍率工况,适配无人机、特种装备、长途新能源车辆等高负荷场景,理论循环寿命远超液态锂电,工艺微调后性能仍有提升空间。

(三)多维延展:构建全新能源补给落地路径

当下行业依靠快充、换电缓解续航焦虑,马健结合高能量密度固态电芯特性,提出第三种能源补给方案。长期高频快充会损伤电芯、缩短使用寿命,大规模快充还会冲击城市电网;换电需要车企定制专属电池包,车型无法通用,建站运维成本高昂,二者都只能作为应急手段。

依托二代电芯轻量化、高能量密度特性,团队设计模块化便携储能单元,车辆仅预留标准接口与安置空间,长途出行可在站点租借储能模块补充续航,抵达目的地后就近归还。储能模块集中夜间慢充,消纳风电、光伏富余电力,形成循环利用体系,无需改动原车电池结构,适配全部在售车型,落地成本远低于标准化换电站。

这套半导体全固态电池覆盖多元应用场景,民用无人机、新能源汽车、仓储机器人、消费电子、大型储能电站均可匹配对应规格电芯,贴合国内能源转型与自主可控需求,填补国内低成本高能量密度固态电池量产技术空白。

守正笃行·蓄力量产

(一)现实阻滞:直面商业化落地多重约束

从技术层面看,初代电芯三年前就已满足量产标准,二代样品工艺完全定型,项目推进最大阻碍集中在融资环节。资本市场普遍持观望态度,行业专家受固有认知束缚,认定全固态短期难以规模化落地,小型团队颠覆性技术难以获得资本信任。各地产业投资机构评审依赖成熟对标案例,全新物理储能理论缺少参照,论证环节难以完整理解整套技术逻辑,风险投资意愿偏低。

全新技术路线与传统液态、固液混合电池形成代差,行业内存在观望质疑声音,但头部车企、央企保持开放合作态度。多家整车企业主动对接测试,承诺样品验证达标后同步出资共建产线,甚至搁置自有固态研发项目,转向与该路线协同发展。工信部相关部门也主动对接团队,沟通产业化配套扶持政策,行业整体并不存在排他性壁垒,长期发展导向更看重技术实际价值。

(二)稳步布局:制定三至五年产业化推进方案

结合现有资金与合作资源,马健规划分阶段量产路径。第一阶段落地初代电芯产线,持续优化材料工艺,将能量密度提升至350-400Wh/kg,充放电倍率优化至3倍充电、5至8倍放电,依靠成本优势覆盖绝大多数民用、商用储能市场。

初代产线稳定运行后,集中资源推进第二代电芯商业化落地。技术层面不存在难以攻克的卡点,量产进度完全由资金到位节奏决定。多家央企、车企已完成前期对接,二代样品数据达标即可启动深度合作,加速高能量密度固态电池推向市场。材料端并行多条优化路线,持续降低稀有金属使用比例,完善无钴高镍材料量产工艺,稳定两代电芯成本,长期维持与液态锂电持平的价格区间。

(三)静思行业:厘清前沿创新的现实取舍

二十五年深耕储能赛道,马健深知前沿电池研发伴随高额人力与资金消耗,长线攻关存在极高不确定性,多数项目无法走完实验室到量产的完整链路,大量投入难以转化为实体产品。面对有意入行的研发从业者,他始终给出客观务实的判断,长线创新必须平衡企业生存与技术攻坚,不计成本投入会放大试错风险。

国内高端制造转型进程中,底层核心技术自主化是长期发展主线,基础理论的突破是产业发展的根基,脱离基础理论的产品迭代只能短暂热闹,无法实现可持续发展。行业资源不应只向规模庞大的头部企业倾斜,真正具备颠覆性的技术突破,往往诞生于潜心钻研的小型研发团队。马健始终以实测数据、迭代样品持续佐证自研路线的可行性,不急求短期资本加持,稳步推进多轮技术验证。随着国内能源产业对自主固态技术需求持续上升,这套区别于全球主流路线的半导体全固态电池,终将逐步完成规模化落地,为国内储能产业开辟一条全新的自主技术发展通路。

基础理论创新从来没有捷径,亦难在短期内收获市场认可,唯有长久坚守方能冲破认知壁垒。马健与团队二十五年的深耕实践,印证本土中小研发团队同样具备突破前沿技术瓶颈的能力。伴随产业配套、资本环境持续完善,这套原创固态技术终将完成规模化落地,为国内储能产业构筑自主可控的技术根基,为新能源产业长期高质量发展注入底层创新动能。


推荐阅读:

关于我们 联系我们 XML地图 网站地图TXT 版权声明