中國粉體網(wǎng)訊 固態(tài)電池是目前公認(rèn)最具前景的新一代動(dòng)力電池，目前固態(tài)電池技術(shù)處于什么階段？商用市場已達(dá)到怎樣的規(guī)模？產(chǎn)業(yè)鏈又涉及到哪些領(lǐng)域？這些問題受到業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注？2023年2月21-22日，由中國粉體網(wǎng)主辦的第四屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)在江蘇常州隆重召開，會(huì)議期間，我們邀請(qǐng)到了業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客《對(duì)話》欄目，進(jìn)行訪談交流。本期《對(duì)話》為大家?guī)碚憬髮W(xué)吳浩斌研究員的專訪。
粉體網(wǎng)：吳研究員，全固態(tài)鋰電池相對(duì)于液態(tài)鋰離子電池，是否有足夠的不可替代的優(yōu)勢，它的出現(xiàn)能否更好的解決安全性問題和里程焦慮?
吳浩斌研究員：全固態(tài)電池在電池的安全性和能量密度等方面有較大的優(yōu)勢，未來的應(yīng)用可能更多的是在當(dāng)前鋰離子電池技術(shù)無法達(dá)到或者無法實(shí)現(xiàn)的場景之中，特別是在比較高端的動(dòng)力電池應(yīng)用場景里面，目前電池安全性及里程等方面的需求受到制約。不過，全固態(tài)電池是否在短期內(nèi)會(huì)替代傳統(tǒng)的鋰離子電池，或者說未來全固態(tài)電池是否需要去全面替代傳統(tǒng)的鋰離子電池，對(duì)于這一問題，我保持一種開放態(tài)度。我的理解是，不同電池技術(shù)之間除了競爭還有互補(bǔ)的關(guān)系。在一些比較高端的、對(duì)電池安全及電池性能有更高需求的應(yīng)用場景里，固態(tài)電池有非常好的發(fā)展空間。在固態(tài)電池技術(shù)沒有成熟之前，在對(duì)成本敏感、市場體量比較大的應(yīng)用場景里面，傳統(tǒng)基于電解液的電池技術(shù)或者固液復(fù)合電池技術(shù)仍有它的存在價(jià)值。
粉體網(wǎng)：能不能替代，還有待觀察。
吳浩斌研究員：對(duì)，我覺得不同電池技術(shù)之間存在一種互補(bǔ)。如果非要找一種很完美的電池，讓它在能量密度、安全性、成本以及規(guī)模化生產(chǎn)等方面都具有壓倒性優(yōu)勢，這可能是一個(gè)比較有挑戰(zhàn)性的事情。因?yàn)榧词沟浇裉�，我們�(nèi)匀豢梢钥吹讲煌囯x子電池體系并存的局面，一些更加傳統(tǒng)的電池體系，包括鉛酸電池、鎳氫電池等仍有它的存在空間和市場。在動(dòng)力電池方面，或者面向未來的一些潛在應(yīng)用場景里面，有一部分高端市場，目前液態(tài)電池?zé)o法滿足其需求，這一塊是固態(tài)電池未來發(fā)展的重點(diǎn)。
粉體網(wǎng)：吳研究員，您認(rèn)為未來固態(tài)電解質(zhì)的重點(diǎn)研究方向在哪方面？電解液本身的離子電導(dǎo)和界面相容性，哪一方面對(duì)固態(tài)電池的性能影響更大？
吳浩斌研究員：這兩個(gè)方面都很重要，從電池層面來說，它是一個(gè)短板效應(yīng)。因?yàn)檫@兩個(gè)方面任何一方存在短板，都會(huì)成為制約電池技術(shù)發(fā)展的瓶頸。一方面，目前比較成熟的固態(tài)電解質(zhì)體系已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)，這些體系更多的是關(guān)注固態(tài)電池制造、界面等電池層面的技術(shù)問題。對(duì)于這些材料體系來說，怎樣解決電解質(zhì)與電極材料的界面問題，是能否實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。另一方面，也需要不斷尋找新材料，也許可以找到具有更好本征性質(zhì)的材料體系或者克服傳統(tǒng)體系難以解決的難題。從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史角度來看，新材料體系的出現(xiàn)往往會(huì)對(duì)整個(gè)電池技術(shù)發(fā)展起到較大的推動(dòng)作用，甚至常常是突躍式的前進(jìn)。
粉體網(wǎng)：吳研究員，混合固液固態(tài)電池的安全性得到提高是因?yàn)橐簯B(tài)電解質(zhì)的量變少了嗎？
吳浩斌研究員：對(duì)于這個(gè)問題，你可以直觀的去這樣理解，但嚴(yán)格來說，這一說法不夠準(zhǔn)確。電池安全是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，除了材料及材料化學(xué)層面的問題外，還與電芯的設(shè)計(jì)及制造工藝等有關(guān)。從材料層面來說，當(dāng)把可燃性的組分降低后，電池的安全性肯定會(huì)有一定程度的提升。另外，電池安全也與電解質(zhì)、電解質(zhì)膜或者隔膜材料的選用有關(guān)，它們的熱穩(wěn)定性以及它們與電極界面的穩(wěn)定性都會(huì)對(duì)電池安全產(chǎn)生影響。此外，電極材料表面改性及穩(wěn)定性的提升，也對(duì)電池安全有一定影響。所以，對(duì)于電池安全性而言，降低液體組分是其中一個(gè)重要因素，但同時(shí)也存在其他因素。對(duì)于固液復(fù)合體系來說，減少液態(tài)電解質(zhì)會(huì)帶來一個(gè)量變到質(zhì)變的過程，不能簡單的把它看成是電解質(zhì)里面的可燃組分降低多少就帶來多少安全性。
粉體網(wǎng)：吳研究員，目前混合固液電池技術(shù)在能量密度，安全性，循環(huán)壽命方面達(dá)到了什么水平?是否存在技術(shù)指標(biāo)的天花板，是否是全固態(tài)電池的過渡技術(shù)?
吳浩斌研究員：目前混合固液電池技術(shù)進(jìn)步還是比較迅速的。從基礎(chǔ)原理角度來說，如果能夠解決高能量密度電池體系的電極匹配問題，例如能否把硅負(fù)極材料甚至鋰金屬負(fù)極材料很好的用起來；能否把高能量密度的正極材料如高鎳正極材料甚至富鋰正極材料很好的用起來，以上問題假如能夠在固液復(fù)合體系里面得以解決，那么固液復(fù)合體系的整體能量密度上限還是比較高的。
大家普遍認(rèn)為固液復(fù)合是固態(tài)電池的一個(gè)過渡階段，但是我覺得固態(tài)電池的進(jìn)程取決于我們何時(shí)能夠解決里面的一些關(guān)鍵難題。我們也可以用一個(gè)更加開放的眼光去看待這個(gè)問題，固態(tài)電池最終也可以含有少量的液體成分。因?yàn)橐后w成分也可以調(diào)控，例如可以用一些不可燃和難揮發(fā)的組分，鹽和溶劑都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)控和優(yōu)化。所以，假如一定量的液體或者類液體組分可以穩(wěn)定界面且不影響整體電的安全性能，也未嘗不能是固態(tài)電池的一種形式。這就要看我們?cè)趺炊x全固態(tài)，我們發(fā)展全固態(tài)的目的是希望全固態(tài)技術(shù)能夠帶來電池安全性及能量密度等方面的提升，從材料選擇和電池設(shè)計(jì)層面來講，只要我們最終能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的目標(biāo)，具體形式并不是唯一或不變的。
粉體網(wǎng)：吳研究員，您如何看待固液混合電解質(zhì)的未來發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用？
吳浩斌研究員：目前來看，我覺得固液混合電解質(zhì)在近期或者說接下來一段時(shí)間內(nèi)會(huì)是一種發(fā)展較為迅速且有一定應(yīng)用潛力的電池技術(shù)。固液混合電解質(zhì)的研究可以幫助我們更好地理解一些與全固態(tài)電池相關(guān)的基礎(chǔ)性問題，比如在工藝方面，電極和電芯怎么加工制備？界面的穩(wěn)定性怎么改善？總體來說，我個(gè)人覺得它是一種比較有潛力的電池技術(shù)。
粉體網(wǎng)：它的實(shí)際應(yīng)用您怎么看？
吳浩斌研究員：據(jù)我了解一些相關(guān)企業(yè)已經(jīng)與下游的車廠開展合作，在電動(dòng)汽車上也有了一些應(yīng)用。不過，這種技術(shù)能不能大規(guī)模推廣，還涉及技術(shù)指標(biāo)的成熟度，生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)成本，能否批量化生產(chǎn)等多個(gè)方面。另外，它不完全是一個(gè)技術(shù)問題，還與整個(gè)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有關(guān)。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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