中國粉體網(wǎng)訊 2017年8月25日~26日，“國際電動(dòng)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)”在江蘇張家港市成功召開。在會(huì)上，中國工程院陳立泉院士發(fā)表了主題演講，他認(rèn)為發(fā)展固態(tài)電池已經(jīng)刻不容緩，以下是陳院士的演講實(shí)錄：
大家知道，現(xiàn)在我國已經(jīng)是新能源汽車產(chǎn)銷大國，產(chǎn)銷量已經(jīng)是超過了日本和美國，成為世界第一，前不久一個(gè)消息，7月27日，英國宣布將于2040年停止銷售汽油和柴油汽車來減少空氣污染，實(shí)際上，不止是英國，最早的2025年像挪威、荷蘭，這些國家將于2025年禁止銷售燃油車，其他國家像德國、比利時(shí)2030年和2040廢止燃油車應(yīng)該算是比較晚的。所以，整個(gè)歐盟國家大概到2050年，在路上的跑車都是新能源汽車。那么我們國家的發(fā)展規(guī)劃，大概是到2020年，汽車產(chǎn)銷量大概是三千萬輛，新能源汽車二百萬輛，2025年我們的新車大概是3500萬輛，新能源汽車生產(chǎn)700萬，占20%。
新能源汽車快速發(fā)展有兩個(gè)問題，一個(gè)是續(xù)航里程，一個(gè)是安全。
近期的問題我想說硅碳負(fù)極現(xiàn)在很多企業(yè)都在做，這個(gè)應(yīng)該說是我們在鋰電行業(yè)力點(diǎn)，工作人唯一申請(qǐng)專利比較早的，第一個(gè)專利是物理所申請(qǐng)的，這是全世界認(rèn)可的，我們希望能夠用上，所以我們從500毫克納米硅，到500公斤去年用了17年的時(shí)間。從而實(shí)驗(yàn)室的文章到產(chǎn)業(yè)化是有相當(dāng)長的距離，我希望以后不要再出現(xiàn)17年的時(shí)間，希望能夠架起一座橋梁，就是實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)能夠怎么樣對(duì)接。但是現(xiàn)在突然國家這么一個(gè)指標(biāo)，一定要有三元材料，所以現(xiàn)在企業(yè)做原材料公司都宣稱可以做三元材料，但是三元材料有問題，所以要完成這個(gè)指標(biāo)也不是那么容易的事情，所以這是近期的一個(gè)工業(yè)。
除了近期的工作應(yīng)該現(xiàn)在開始考慮中期和長期的，負(fù)極只能用金屬，用金屬鋰電做負(fù)極，正極的話可以含鋰，也可以不含。那么另外鋰硫電池肯定是目前也在考慮，那么下一步使用的話可能比較快一點(diǎn)，然后再下一個(gè)是鋰空氣電池，鋰空氣電池，金屬鋰做負(fù)極，固體電解質(zhì)。
液體電解質(zhì)電池，是我們大家都很熟悉了。能量300瓦時(shí)每公斤，但是超過500是不可能的。
為了解決這個(gè)安全性的問題，也是有很多辦法，安全性跟容量有關(guān)系，容量越大，安全性越差。這個(gè)安全性的指標(biāo)比較高，它的電壓是2V，充電可以充到更高一點(diǎn)，那么電壓越高，安全越差。
另外個(gè)改善安全性就是固態(tài)電池，它的電解質(zhì)也兩種，一種是聚合物，另外一種無機(jī)材料。特別是我要強(qiáng)調(diào)聚合物，現(xiàn)在有人說做成世界上第一個(gè)固態(tài)電池，它不是聚合物，它里面是含了液體的。
同時(shí)，要考慮鋰硫電池，鋰硫電池一個(gè)問題就是中間產(chǎn)物是多硫化物，由于穿梭效應(yīng)達(dá)到金屬鋰負(fù)極使之失去活性。解決方案是采用固體電解質(zhì)，還有一個(gè)鋰空氣電池是開放體系，空氣電池是開放的，開放的空氣里頭有水分，有二氧化碳，如果說是用液體電解質(zhì)的話，吸到水肯定不行，如果二氧化碳馬上形成碳酸鋰，碳酸鋰就沉淀，所以一定要用固態(tài)電解質(zhì)。
博士公司2015年做了一個(gè)預(yù)判，能量密度是現(xiàn)有產(chǎn)品的兩倍以上，成本更低，一輛用目前的電池只行駛100邁，用固體電池后可行駛200邁。目前的鋰離子電池的負(fù)極是石墨的，這樣的話，博士公司就把美國一個(gè)豐田汽車正在研究由全固體電池提供動(dòng)力的電動(dòng)車，因?yàn)槭菄衅髽I(yè)，動(dòng)作比較慢，就沒弄成。豐田2020年要開始銷售全固態(tài)電池的電動(dòng)車，那么據(jù)說，充電時(shí)間可以減少，但是我一直沒查到，它的電池體系，它計(jì)劃2020年開始銷售，現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)開始在研究了。
那么固態(tài)電池用的固體電解質(zhì)目前有兩大類，一大類無機(jī)的，一類是高分子類的。
還有兩種材料，一個(gè)是反鈣鈦礦，現(xiàn)在也建了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，它的電導(dǎo)率比鋰硫低。這有個(gè)問題，就是鈦是要變色的，所以有人說，這個(gè)材料在鋰的固體電解質(zhì)里面沒法用，但是，這個(gè)材料并不排除可用。那么目前還有一種是磷酸鹽的材料，這是我們目前實(shí)驗(yàn)室正在研究的工作，所以這五類材料可以用的，應(yīng)該說這五類材料里頭有我們中國人的貢獻(xiàn)，還是值得欣慰的一件事情。
聚物電解質(zhì)有很重要的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械強(qiáng)度、柔性，容易加工，特別是可以加工成薄膜， 高分子材料PEO，鋰鹽，用的固體材料就是磷酸鋰氯，混起來以后，做成這種薄狀的東西，這個(gè)是實(shí)物，有柔性的，這是文獻(xiàn)里頭的工作。如果用它來做個(gè)固體電池的話，是金屬鋰做負(fù)極，正極材料是用的磷酸鐵鋰，它包了碳。
這是國外幾個(gè)工作，一個(gè)用薄膜做，這個(gè)是固體電解質(zhì)是非晶態(tài)的，這是氧化硅、氧化鋰，可以買得到的，這個(gè)是例子，循環(huán)已達(dá)三萬多次，就是薄膜電池應(yīng)該說是還是可以的。
博士公司收購的這家公司叫CEEO，它的電子樣品是38瓦時(shí)的，每公斤是200瓦時(shí)，并不是很多，他的輸出電壓是3.42V，希望預(yù)計(jì)2017年能夠做到每公斤300瓦時(shí)。
這是是日本的第一個(gè)全固態(tài)電池，它是用鈷酸鋰做正極，硫化物做電解質(zhì)，石墨做負(fù)極。這是韓國的，也是用的硫化物，負(fù)極也是石墨類。 法國的這款車的電池就是剛才說的用金屬鋰做負(fù)極，磷酸鐵氯做負(fù)極的，電池Pack是100瓦時(shí)。
這是我們物理所做的一個(gè)固態(tài)電池的一個(gè)大體情況，我們的思路是盡量利用現(xiàn)有固體鋰離子電池的設(shè)備、工藝來做固態(tài)鋰電池，這是所用材料的情況，這是薄膜，這是它的能量密度，從310-390瓦時(shí)每公斤，到800-900wh/L，這是電池的情況。
西德是寧波材料團(tuán)隊(duì)主要用硫化物做固態(tài)電解質(zhì)，用鈷酸鋰做正極。
這個(gè)是另一個(gè)研究所做的，他們做新能源材料，一種新的電解質(zhì)PPC，能量密度可以做到每公斤250瓦時(shí)，五次穿針沒有事故。它在海事上已經(jīng)應(yīng)用了，最近他們把它用到一個(gè)樁子做深海實(shí)驗(yàn)，深度超過7000米，其中6次超過10000米，所以我國是世界第二個(gè)國家能夠做出在深海應(yīng)用的固態(tài)電池，第一個(gè)大家都知道是日本。所以這個(gè)工作好像在中央臺(tái)也報(bào)道了，所以不詳細(xì)講了，我想今天的介紹情況就是這樣，我希望，固態(tài)電池能夠極大的改善安全性能量密度大大提高，支持固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，鋰電池產(chǎn)業(yè)從跟跑到領(lǐng)跑，發(fā)展共享EV，促進(jìn)EV推廣應(yīng)用。
