柔性电池从实验室走向量产:聂赞相团队锌离子技术进入商品化阶段
中经记者 张硕 温州报道当前,一款像纸一样轻薄、可折叠弯曲、承受物理破坏不爆炸、用完可按日常垃圾处理的电源,正在完成从实验室到产线的关键一跃。柔性电池是少数全球尚无技术代差的新兴赛道,中国企业与美国企业的同台竞技已然进入正面交锋阶段。近日,在由国际院士科创中心、国际智能感知学会联合主办的瓯江论道——“...
有一类电源,薄得像纸,能反复折叠弯曲,遭到物理破坏也不会爆炸,用完之后按日常垃圾处理即可。眼下它正走完从实验室到产线的关键一步。柔性电池属于全球尚未出现技术代差的新兴赛道之一,中美企业已经正面交锋。
在瓯江论道——“人工智能+”融合创新发展论坛上,国家启明专家聂赞相接受了《中国经营报》记者的独家专访。该论坛由国际院士科创中心、国际智能感知学会联合主办。他在专访中透露,团队已经攻克半固态锌离子材料技术,并将其与先进印刷电子工艺深度结合,使柔性电池实现高效、绿色、低成本、规模化的印刷制造。样品阶段、产品阶段均已走完,现在全面进入商品化落地周期。
“样品阶段、产品阶段都走过了,眼下正迈入商品化阶段。”聂赞相说。他认为柔性电池赛道前景可观、市场空间很大,但产业化得一步一步来。“全球市场体量是海量的,可必须先把一个市场攻克下来,再进下一个。柔性电池性能不断迭代上去,才能一点点渗透到更多应用领域,这要靠时间慢慢攒。”
产品新态:重构电源底层逻辑,开辟全新硬件生态
要看懂柔性电池的产业价值,得先把这款电源当成一个全新品类来理解。聂赞相向记者介绍,团队研发的超薄柔性电池具备这些特性:纸般轻薄、可任意弯折、抗物理破坏、零爆炸风险、可按日常垃圾处理,安全又环保。它瞄准的是万物智联、HAI、云边AI信息处理、生命健康监测、智能穿戴等新兴终端场景。
柔性电池不是锂电池、钠电池的迭代升级,而是全新的电子零部件品类,堪称能源领域的“新物种”。产品底层逻辑被颠覆,电源与智能终端的适配关系也随之重构。“如果把柔性电池直接装在传统的电子产品上是没有任何意义的。”聂赞相打了个比方:柔性屏装不到传统直板手机上,只有全新折叠终端才能释放柔性屏的价值;柔性电池的核心价值同样要由全新形态的智能终端来承接。
换句话说,柔性电池产业化不是简单替换现有电源市场,而是从零搭建一整套产品体系、适配场景和应用生态。这条赛道的难度与成长空间,都远超传统电池的升级路线。
产业空白:从零搭建技术体系,依托中国制造补位量产短板
新赛道的技术源头,来自长期的前沿材料科研积累。聂赞相团队在材料领域深耕多年,依托剑桥大学O'Leary实验室的科研根基——该实验室发明了全球第一台电子显微镜,在先进材料研究上积淀深厚。2018年,团队落地深圳推进技术转化与产业化,聚焦锌基柔性电池持续攻坚。
聂赞相表示,选金属锌做核心材料,是适配柔性电池特性的最优解,代价是这条赛道没有任何成熟技术积累可依靠。锂、钠电池经过全球数十年攻关,材料体系、工艺标准、产业链配套都已完善;锌基柔性电池走的是全新技术路径,材料配方、电芯结构、生产工艺、专用设备都要从零自主搭建,连适配的终端产品与应用标准也得重新开发。
“柔性电池这个产业链的配套也是不足的,这是一个全新的技术领域。”在聂赞相的观察中,这条赛道从基础材料到终端应用,每个环节都没有现成答案,全靠自主攻关、自主验证、自主迭代。
海外完成前沿原始创新起步之后,中国完备的设备供应链体系成了柔性电池量产落地的核心支点。前沿材料技术往往诞生于海外实验室,但规模化量产、工艺优化、成本控制的优势,则完全依托国内成熟的高端装备制造体系。“我们也是利用了国内完备的设备供应链,才顺利实现柔性电池的规模化量产落地。”
放到产业层面看,这也是中国新兴硬科技赛道的典型成长路径:海外完成原始创新突破,中国制造靠装备、工艺、供应链优势承接量产,再通过规模化迭代压低成本、完善工艺,反过来推动技术普及与场景扩散,形成“海外研发、中国制造、全球应用”的产业接力模式。
赛道竞速:跨越样品商品鸿沟,逐场景开启全球竞逐
全新品类的硬科技产品,从实验室走到市场化,从来不是线性递进,中间要跨越三道巨大的产业鸿沟。
“说实话,从实验室的样品阶段到大批量的量产阶段,也就是我们现在所处的商品阶段,每一个阶段都不容易。”聂赞相对记者坦言,柔性电池这类行业新物种,样品、产品、商品三个阶段的壁垒极高,外界很难感知产业化落地的真实难度。“做出来已经非常不容易,但是更难的是做得稳、做得好、做得便宜。”
从产业底层逻辑看,样品解决“有没有”,产品解决“能不能用”,商品解决“能不能稳定、低成本大批量交付”。相比实验室里的技术突破,量产一致性、成本可控性、交付稳定性这几关耗时更长、难度更大、壁垒更高。目前国内多数科研机构和企业仍停在样品展示、小批量试产阶段,真正迈入商品化落地周期的并不多,这正是赛道的核心行业门槛。
在产业里摸爬滚打多年,聂赞相对陈清泉院士的产业指导理念很是认同。他说,从求学做科研、啃技术难题到产业化落地,陈清泉院士一直在给团队专业指导。“科学、工程、技术、产业、量产工艺这几个阶段怎么贯通发展,陈清泉院士最有发言权。”科学研发、工程落地、技术迭代、产业孵化、量产工艺这五个维度合起来的综合能力,正是跨过柔性电池三道产业化鸿沟的底气。
结合行业发展节奏,聂赞相总结出前沿新材料赛道的共性规律:海外起步研发、中国落地量产、海外先行应用、国内后续爆发。
前沿材料的创新,多半起于海外实验室,真正规模化量产却要借中国完备的装备与供应链体系来落地;全新电子零部件的创新应用,通常先在海外高端场景跑通商业化验证,国内市场和配套场景随后再跟上、逐步迭代。
对刚迈入商品化阶段的柔性电池赛道来说,这一节奏既是机遇也是挑战。有中国供应链托底,量产难题可以快速解决;但全新产品、全新场景、全新标准要落地,得先通过海外高端市场验证商业模式,再反向推动国内市场规模化普及。
全球技术尚无代差,窗口期就摆在那里。谁先跑通“样品—产品—商品”三级跳,谁就能拿到场景定义、标准制定的先发优势。
“柔性电池是个全新的新兴赛道,眼下全球各家企业的技术水平相差不大,还没有谁形成绝对垄断。”聂赞相说,这条赛道的核心竞争集中在中、美两国企业之间,他的团队代表中国力量,正与美国头部企业正面竞速。
商业化怎么走,聂赞相选的是循序渐进、单点突破。团队先把万物智联与HAI定为首个核心增长赛道——这个领域要的电源,正好对上柔性电池轻薄、低功耗、高安全、可弯折、环保无害这几个特性。
往后,团队要靠单点场景做出规模化放量、把商业模式磨熟,再随着产品性能不断迭代,逐步延伸到生命健康监测、智能穿戴、云边AI信息处理等高端场景,一个场景一个场景地突破,一个领域一个领域地落地。
在聂赞相看来,这条赛道现在比的早就不是实验室里单项技术指标,而是技术落地、产品迭代、量产交付、场景商业化合在一起的速度。全球技术持平的窗口期里,产业化速度就是核心竞争力。
正因如此,他呼吁行业加大对原始创新的扶持:“希望更多产业资源、市场资源投入进来,鼓励更多市场导向的新技术、新产品、新场景开展原始研发与落地推广,助力国产柔性电池赛道抢占全球话语权。”
【记者观察】
柔性电池的产业价值,不是去替代现有锂电池、钠电池的存量市场,而是创造出传统电源配不上的全新终端、全新场景、全新生态。当年柔性屏催生了折叠终端的变革,柔性电池也有望打开智能硬件、泛在智联、可穿戴设备的全新产业空间。
这类“新物种”技术,最大的瓶颈从来不是实验室里的突破。材料体系要持续迭代,上下游产业链要从零补齐,应用场景要逐一验证,市场认知与行业标准要长期培育——难的是产业化全链条落地。
眼下,柔性电池已经跨过样品、产品两个阶段,站在商品化落地的起点上。前路还有壁垒,但产业路径、落地节奏、竞争格局已经清晰。原始创新与中国制造优势相互加持,科研攻坚与产业落地贯通推进,国产柔性电池正在加速突围。
说到底,这条赛道最后的竞争,终归要落到产业化能力上。把样品到商品的鸿沟缩短,把技术到规模的路径夯实,中国柔性电池产业有望在全球新一轮能源材料变革中守住先发优势、继续领跑。