突破“无负极”钠电池技术,复旦教授为高功率时代提供新解法

作者:周惠仪摄影: 视频: 来源:复旦科创发布时间:2026-06-11

在一块电池中,正极、负极、电解液,离子反复迁移。每一次充放电,都是一场微观世界的化学博弈。在AI算力狂飙的时代,数据中心的瞬时电力需求正在逼近电网承载的极限;冰雪覆盖的极寒地带,电动车启动时需要电池瞬间释放大电流。工业启停、工程机械、船舶电动化的每一个场景中,人们关注的焦点不仅仅在于电池的总容量,更在于电池的功率上,即电池在单位时间内能释放多少能量。

复旦大学智能材料与未来能源创新学院教授王飞,长期专注于电池电解液及界面的研究,并利用电解液和界面的调制,开发了一系列新型电池。作为复旦F-LAB科学家创业营首期学员,2023年底,他联合创立了江苏隐功科技有限公司(以下简称“隐功科技”)。如今,团队正在用无负极钠离子电池这一独特技术路线,回应这个追求高功率的时代命题。

功率难题与无负极钠电解法

过去十几年,锂离子电池的能量密度翻倍,成本持续下降,推动了电动车的普及。然而,在快充快放和低温性能上,锂电池仍力不从心。而钠离子去溶剂化更容易、在电解液中迁移更快,赋予了它天然的高功率和优异的低温性能。

隐功科技抓住了钠离子电池的天然优势进行设计,以“无负极”为突破口,同时布局高比能与高功率两大产品方向,让钠电在未来高功率场景中,成为与锂电互补、甚至不可替代的角色。

Q:您当时为什么选择创立隐功科技?

王飞:当时基于一个比较大的判断——未来锂资源可能不足够支撑整个世界对储能和动力电池的需求,长远来看钠电池一定是必然会存在的。我们选择从无负极这样一个特殊技术路线切入,是为了解决钠电池能量密度低和成本比较高的缺点,找到一条更快速的商业化道路。钠的还原电位比锂要高,负极的副反应比锂要少很多——正是基于这样的理解,无负极钠电池才有可能获得非常优异的循环稳定性。

Q:“无负极”设计具体如何解决钠电的先天短板?

王飞:我们的设计是将厚厚的负极活性材料拿掉,仅保留一层极薄的集流体。充电时,钠离子从电解液中沉积在集流体表面形成金属钠,作为临时负极;放电时,金属钠重新溶解回电解液。由于钠的还原电位高于锂,负极副反应大幅减少,这让无负极钠电池具备了实现极高循环稳定性的理论基础。

Q:这个思路实现起来最困难的地方是什么?

王飞:钠枝晶的生长、复杂的界面反应,任何微小的失控都可能损坏电池寿命。我们通过引入高稳定电解液和集流体多功能涂层,前者确保钠金属高可逆沉积,后者消除体积膨胀并抑制副反应。基于此,隐功第一代无负极大软包产品在保留高功率、耐低温优势的同时,能量密度逼近磷酸铁锂。目前,我们实验室已成功开发出能量密度达180 Wh/kg的方案,这在钠电领域具有相当的竞争力。

隐功科技江苏制造基地,从论文数据到百万颗电芯的跨越

在实验室里跑通一项新技术,往往只需要一支优秀的研究团队。但当这项技术要装入数百万颗电芯、经受不同用户的严苛检验时,真正的博弈才刚刚开始。隐功科技如何将“无负极”的巧思,变成可量产、可出货、可迭代的产品矩阵?

Q:从实验室走向量产,最大的挑战在哪里?团队如何攻克这一难题?

王飞:我们最初的设想仅仅是把电池从小做大,但是,当产能目标拉升至百万颗级别时,工艺控制所需要的精准性立刻显现。这之中,最核心的变量是良率,也就是电芯的一致性到底能达到多好。我们要越来越了解这一电池体系,对它的关键控制步骤和关键控制因素要做得非常好,工艺的控制是从任何实验室走向量产最大的难度所在。

为了稳住良率,我们必须细致地拆解关键控制步骤。我要求团队从底层物理化学逻辑去理解电池的每一个反应,基于严谨的科学推演来调试量产工艺,绝不依赖盲目的经验试错。

Q:这种技术优势如何转化为具体的产品与市场?

王飞:我们提炼了三大产品序列:隐峰系列主打高比能(180-220Wh/kg),向磷酸铁锂电池的能量密度发起追赶;隐速系列主打高功率(35C倍率下容量保持率超90%,瞬时最高倍率可达100C),让钠电池的天然快充、快放能力得以真正落地;隐护系列以不燃烧电解液技术为核心,推动电源安全标准向上迈进。

基于此,2025年,主攻高倍率的隐速18650圆柱电芯实现百万只出货,成功打入摩托车启停市场。面向未来,我们与某国际车厂的无负极动力电池联合开发已正式启动,公司首条GWh级电池产线也已开始建设。资本层面,我们也接连引入了光速光合、软银中国的天使轮资金,以及由IDG领投、襄禾资本和地方国资跟投的Pre-A轮融资。

无限能源到来之前,我们还能做什么?

核聚变常被视作能源的终极答案,但那一天的到来仍需时日。AI算力的指数级增长正在倒逼电力系统做出回应:不是等待无限能源,而是重新审视有限能源的利用方式。从电池内部的离子迁移,到生物体内的离子信号,再到AI辅助的材料设计,王飞的思考已经超越了单纯的储能器件,指向一个更根本的问题:如何用更少的能量,驱动更快的世界?

Q:AI for Energy,或者Energy for AI,您怎么理解这二者的关系?

王飞:我觉得AI和Energy确实是一个相互的关系。目前,我更关注的是Energy for AI。电力是AI的未来,这里面有两个维度:一是电力的总量消耗会更加巨大,另一个维度大家讲的比较少,就是单位时间内需要提供的能量更多,即我们需要的功率越来越大。快充、快放,这些都代表的是功率,传统储能器件提高功率是非常困难的,比单纯堆砌数量来提高总量要难得多。隐功正尝试将高功率钠电池切入AIDC等相关场景的储能配套中,将储能从传统“备电”角色进化为AI算力基础设施的主动供电枢纽。

至于AI for Energy,实际上,Energy是一个非常复杂多变的系统,包含着从局域的、细小的储能节点到整个储能网络。中间既包含分子、原子尺度、化学反应等电池内部的东西,又包含整体的高效运营。电池就像一个黑箱,里面很多反应我们很难直接预测,所以AI很适合对电池性能和材料之间的关系做一些解释。AI既能够帮助我们从科学上更好地去认识电池内部的化学反应过程和材料设计的方法,同时也能更高效地调节能源利用的方法。但AI的可解释性有限,这对于科学研究者来说始终是一个需要克服的问题。

Q:在您的实际研发中,AI具体扮演了什么角色?

王飞:AI的应用,与电解液和电池天然匹配,因为电解液性质和组分的关系,是高度复杂的。我的团队两年前就开始搭建高通量电解液配置平台,用AI方法辅助设计新型电解液,今年也将有相关论文发表。但目前,电池研究的本质仍然无法摆脱湿化学实验。AI处理的是已有数据,获取真实世界中的电化学反应数据,目前还必须靠高通量实验,积累大量可靠可比数据。所以我们的原则是:全面拥抱AI,利用AI,但目前阶段不依赖于它。

Q:您如何判断能源的终局?钠电池在其中扮演什么角色?

王飞:以电为例,可分为发电、输电和用电三个层面。在发电侧,我觉得聚变是终极的能源解决方式,但它肯定需要时间。关于输电侧,超导的应用可能会越来越直接,也会很快地出现。在用电侧,所有可以移动的东西,最终都会走向电动化——汽车、卡车、工程机械、船舶,乃至飞机,这个趋势不会改变。每一次场景延伸,都意味着对电池功率密度、功率密度温域范围和一致性的要求进一步提高。钠电在这个格局里,是与锂电互补的角色。在核聚变真正点亮无限能源之前,我们不可能拥有无限的能源。更优化的方向不是算力和能源无限扩张,而是能源利用效率的持续提升。一块电池的能量密度可以不高,但它必须在单位时间内释放出足够的动力,足够快充放电,去驱动这个越来越快、越来越需要高功率的世界。这也正是我们学校团队和隐功科技深度介入的命题。

Q:除了能源领域,您还在探索哪些跨界应用?

王飞:技术路线之外,我们也在关注更微观的跨界可能。生物体内的离子传输机制与电池有相似之处,很多生理紊乱和失调实际上都跟离子传输有关系。我们团队正在探索将电化学离子调控技术引入医疗场景,比如干预肿瘤微环境。这条路目前仍在早期研究阶段,但具体应用路径的方向已经展开。

Q:如果用一句话定义你们这一代前沿科技创业者的使命,你会说什么?

王飞:为未来提供无限能源提供一种可能性。不只是发电侧,也包括输配电侧和用电侧。更重要的是,要有一个相对闭环的解决方案——不仅通过能量提高生产效率,同时在整个循环过程中,怎么既提高效率同时又不对人类造成不可逆的伤害,都是需要去考虑的。如果真的能有接近无限的、不受地缘限制的能源,这个世界应该会变得更好。

制图:实习编辑:严静雯责任编辑:李斯嘉

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