中國(guó)粉體網(wǎng)訊

陳立泉院士

（圖源：中央廣播電視總臺(tái)）

2014年，面對(duì)世界各國(guó)都在大力研發(fā)固態(tài)電池的背景，陳立泉院士提出，為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)由并跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，必須大力研究和開(kāi)發(fā)固態(tài)電池，要從材料研究、生產(chǎn)到應(yīng)用，再到電芯設(shè)計(jì)、制造以及設(shè)備全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化，縮短研發(fā)周期，以爭(zhēng)奪領(lǐng)先地位。

全固態(tài)鋰電池發(fā)展前景廣闊，但還有許多問(wèn)題尚未完全解決。為提升全固態(tài)鋰電池能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命，陳立泉院士認(rèn)為，不僅應(yīng)關(guān)注全固態(tài)鋰電池的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題：如新型電解質(zhì)材料、界面改性和電池失效機(jī)制等，同時(shí)也應(yīng)重視全固態(tài)鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：如電解質(zhì)材料的批量化制備技術(shù)、大面積固態(tài)電解質(zhì)薄膜連續(xù)制備技術(shù)、全固態(tài)鋰電池一體化制備技術(shù)等。

由陳立泉院士、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員李泓、教授級(jí)高級(jí)工程師俞會(huì)根共同發(fā)起創(chuàng)辦的北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司，主營(yíng)固態(tài)鋰離子電池，是國(guó)家級(jí)專精特新小巨人企業(yè)、獨(dú)角獸企業(yè)，具有CNAS資質(zhì)，具有40余年固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)研究經(jīng)驗(yàn)，在多個(gè)固態(tài)鋰電技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“首次”突破。

南策文院士

（圖源：清華大學(xué)材料學(xué)院）

鋰電池是一個(gè)復(fù)雜的復(fù)合系統(tǒng)、多層次復(fù)合材料或者復(fù)合體系。在技術(shù)上，需要突破的目標(biāo)包括多方面，包括長(zhǎng)續(xù)航、長(zhǎng)壽命、高安全、低成本以及快充等。如何在現(xiàn)有條件下去突破能量、安全瓶頸，南策文院士認(rèn)為很自然的選擇就是固態(tài)化。

南策文院士指出：固態(tài)電池一定要走向?qū)嵱没�、�?guī)�；�。如果一直在紙上談，肯定不行。一個(gè)新技術(shù)出來(lái)，一定要慢慢往產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方向走，哪怕邁出一小步也可以，但不邁出去不行。目前有不少大型公司，特別是國(guó)際知名車企，都宣布要量產(chǎn)固態(tài)電池，并制定了各自的發(fā)展路線計(jì)劃。在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的過(guò)程中，有問(wèn)題很正常，因?yàn)橹挥邪l(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能有針對(duì)性地去解決問(wèn)題。實(shí)際上，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)室研究是完全兩回事，做研究講究的是“萬(wàn)里挑一”，要在一萬(wàn)個(gè)里面找出可能性、挑出最好的，但是產(chǎn)業(yè)界最需要的是“萬(wàn)無(wú)一失”，對(duì)產(chǎn)品一致性有著極高的要求，二者要求完全不一樣。

由中科院院士、清華大學(xué)教授南策文團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜創(chuàng)辦的清陶（昆山）能源發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，率先實(shí)現(xiàn)了固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化，建有固態(tài)動(dòng)力鋰電池規(guī)�；�量產(chǎn)線。清陶能源先后獲得了北汽、上汽、廣汽、中銀投和上�？苿�(chuàng)等機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略投資，目前公司估值超兩百億。清陶能源入選福布斯中國(guó)高增長(zhǎng)瞪羚榜單，成長(zhǎng)為全球獨(dú)角獸企業(yè)。

歐陽(yáng)明高院士

（圖源：清華大學(xué)）

目前大家越來(lái)越有共識(shí)，全固態(tài)電池是公認(rèn)的下一代電池的首選方案之一，被列入中國(guó)、美國(guó)、歐盟、日韓等主要國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，也成為下一代電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵制高點(diǎn)。歐陽(yáng)明高院士分析指出，全固態(tài)電池目前面臨的挑戰(zhàn)是巨大的，具有跨學(xué)科的特性、技術(shù)門檻極高，包括材料界面、工藝、產(chǎn)業(yè)鏈、設(shè)備等，這些問(wèn)題都需要一個(gè)個(gè)解決。雖然它面臨一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，但現(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)取得重大的進(jìn)展。但是中國(guó)全固態(tài)電池的研發(fā)目前來(lái)看認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一、力量比較分散、產(chǎn)學(xué)研不協(xié)調(diào)，需要聯(lián)合起來(lái)建立協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，共同突破全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。

近年來(lái)，位于宜賓三江新區(qū)的歐陽(yáng)明高院士工作站（四川新能源汽車創(chuàng)新中心）不斷突破技術(shù)瓶頸，以科技之力推動(dòng)全固態(tài)電池的研發(fā)。目前，歐陽(yáng)明高院士工作站（四川新能源汽車創(chuàng)新中心）在全固態(tài)電池中的關(guān)鍵材料——“硫化物電解質(zhì)”的研發(fā)中，已經(jīng)取得階段性進(jìn)展。研發(fā)的納米級(jí)“硫化物電解質(zhì)”即將進(jìn)入量產(chǎn)階段，目前正在規(guī)劃一條年產(chǎn)百噸級(jí)的中試線，預(yù)計(jì)在今年年底動(dòng)工建設(shè)。中試線運(yùn)行順利后，2026年前，歐陽(yáng)明高院士工作站（四川新能源汽車創(chuàng)新中心）還會(huì)建設(shè)一個(gè)千噸級(jí)的量產(chǎn)線。

陳軍院士


（圖源：南開(kāi)大學(xué)）

今年兩會(huì)期間，陳軍院士接受媒體采訪時(shí)表示：“目前，固態(tài)電池是各國(guó)競(jìng)相研發(fā)的重點(diǎn)，一旦產(chǎn)業(yè)化，就會(huì)改變現(xiàn)有的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)格局，開(kāi)辟電動(dòng)航空等新興市場(chǎng)，我們團(tuán)隊(duì)積極承擔(dān)國(guó)家重大研究計(jì)劃、重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，聯(lián)合北京科技創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)單位協(xié)同攻關(guān)，已研發(fā)出400瓦時(shí)每公斤的新型固態(tài)電池樣品，比目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的300瓦時(shí)每公斤的鋰離子電池能量密度超出30%。未來(lái)一到兩年，我們要突破600瓦時(shí)每公斤的固態(tài)電池研發(fā)，充一次電，電動(dòng)汽車就可以跑1000公里以上。同時(shí)在快速充電、低溫性能和安全性能方面，也都要大幅提升，這是一個(gè)在全球具有引領(lǐng)性的技術(shù)變革，我們也積極去搶占動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車未來(lái)發(fā)展的制高點(diǎn)�！�

孫學(xué)良院士


（圖源：西安理工大學(xué)）

為推動(dòng)中國(guó)固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化，2017年，孫學(xué)良院士團(tuán)隊(duì)與中國(guó)動(dòng)力電池創(chuàng)新中心、國(guó)聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院在加拿大成功創(chuàng)建了“全固態(tài)電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。項(xiàng)目進(jìn)展非常順利，因此一年后，國(guó)聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院在西安大略大學(xué)孵化中心成立了全資固態(tài)電池公司。該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和公司聚集了全球電池領(lǐng)域的杰出人才，專注于從基礎(chǔ)到電池原型的固態(tài)電池研發(fā)，成功開(kāi)發(fā)出超高離子導(dǎo)的新型固態(tài)電解質(zhì)，取得了一系列原創(chuàng)性成果，被中央電視臺(tái)重點(diǎn)報(bào)道。

孫學(xué)良院士對(duì)于中國(guó)固態(tài)電池的發(fā)展提出建議：第一，要極大的加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，非常重要，特別是企業(yè)和高校，因?yàn)槲覀冇袕?qiáng)大的企業(yè)和工程團(tuán)隊(duì)，我們擁有世界上最多的固態(tài)電池開(kāi)發(fā)人員，如何結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)1+1>2。第二，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，這一塊非常重要，包括重視專利布局，只有創(chuàng)新，才能創(chuàng)造顛覆性的技術(shù)，只有好的專利布局，才避免“卡脖子”問(wèn)題。

張久俊院士

（圖源：中國(guó)粉體網(wǎng)）

張久俊院士分析指出，當(dāng)前鋰電池的十大挑戰(zhàn)，包括能量密度、功率密度、安全特性、循環(huán)壽命、日歷壽命、自放電、快充性能、溫度范圍、資源環(huán)境、成本等方面。目前動(dòng)力鋰電池除了日歷壽命、循環(huán)壽命能基本達(dá)到預(yù)期外，能量密度和比能量較目標(biāo)值500Wh/kg和235Wh/kg還有較大差距，另外仍需要繼續(xù)提升動(dòng)力電池其他方面性能，以達(dá)到預(yù)期水平。其中，能量密度和安全性是產(chǎn)業(yè)研發(fā)中最受關(guān)注的指標(biāo)，被認(rèn)為是技術(shù)更新?lián)Q代的重要標(biāo)志。

張久俊院士認(rèn)為，固態(tài)鋰電池的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車電池500Wh/Kg能量密度目標(biāo)及安全性的必要策略。而提高能量密度/功率密度/壽命仍然是固態(tài)電池開(kāi)發(fā)的研究重點(diǎn)，探索低成本的高性能電極/固態(tài)電解質(zhì)材料是關(guān)鍵因素，張久俊院士建議，要從以下三方面著手：

（1）要深入研究復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子傳導(dǎo)機(jī)理和材料行為，優(yōu)化材料和結(jié)構(gòu)以進(jìn)一步提高其常溫/低溫的離子電導(dǎo)率；

（2）要優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的界面接觸及其化學(xué)、電化學(xué)穩(wěn)定性；

（3）要提升高電壓、寬溫度范圍下固態(tài)電池的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高固態(tài)電池的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性以促進(jìn)其真正的商業(yè)化應(yīng)用。目前張久俊院士團(tuán)隊(duì)在固態(tài)電池方面的研究，主要是通過(guò)對(duì)新型納米材料的研究，去進(jìn)一步提高電池能量密度/功率密度、循環(huán)壽命、安全性能。

參考來(lái)源：

[1]陳立泉院士：中國(guó)固態(tài)電池發(fā)展

[2]陳立泉院士關(guān)于中國(guó)固態(tài)鋰電池發(fā)展的3個(gè)戰(zhàn)略思考，中國(guó)粉體網(wǎng)

[3]南策文：固態(tài)電池，從“萬(wàn)里挑一”到“萬(wàn)無(wú)一失” ，能源評(píng)論

[4]歐陽(yáng)明高：全固態(tài)電池研發(fā)現(xiàn)狀與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新前景展望

[5]張久俊院士：全固態(tài)鋰電池和固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展，深圳市電池行業(yè)協(xié)會(huì)

[6]講述復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)關(guān)鍵材料與先進(jìn)結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展——福州大學(xué)張久俊院士做客粉體網(wǎng)對(duì)話訪談

[7]孫學(xué)良：全固態(tài)電池的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

[8]中國(guó)粉體網(wǎng)：兩會(huì)中的“固態(tài)電池”

[9]宜賓市經(jīng)濟(jì)和信息化局官微

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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