中國粉體網訊
陳立泉院士
（圖源：中央廣播電視總臺）
2014年，面對世界各國都在大力研發(fā)固態(tài)電池的背景，陳立泉院士提出，為了實現(xiàn)中國鋰電池產業(yè)由并跑到領跑的轉變，必須大力研究和開發(fā)固態(tài)電池，要從材料研究、生產到應用，再到電芯設計、制造以及設備全產業(yè)鏈數字化，縮短研發(fā)周期，以爭奪領先地位。
全固態(tài)鋰電池發(fā)展前景廣闊，但還有許多問題尚未完全解決。為提升全固態(tài)鋰電池能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命，陳立泉院士認為，不僅應關注全固態(tài)鋰電池的基礎科學問題：如新型電解質材料、界面改性和電池失效機制等，同時也應重視全固態(tài)鋰電池的關鍵技術問題：如電解質材料的批量化制備技術、大面積固態(tài)電解質薄膜連續(xù)制備技術、全固態(tài)鋰電池一體化制備技術等。
由陳立泉院士、中國科學院物理研究所研究員李泓、教授級高級工程師俞會根共同發(fā)起創(chuàng)辦的北京衛(wèi)藍新能源科技股份有限公司，主營固態(tài)鋰離子電池，是國家級專精特新小巨人企業(yè)、獨角獸企業(yè)，具有CNAS資質，具有40余年固態(tài)電池產業(yè)研究經驗，在多個固態(tài)鋰電技術領域實現(xiàn)“首次”突破。
南策文院士
（圖源：清華大學材料學院）
鋰電池是一個復雜的復合系統(tǒng)、多層次復合材料或者復合體系。在技術上，需要突破的目標包括多方面，包括長續(xù)航、長壽命、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)電池一定要走向實用化、規(guī)模化。如果一直在紙上談，肯定不行。一個新技術出來，一定要慢慢往產業(yè)應用方向走，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，特別是國際知名車企，都宣布要量產固態(tài)電池，并制定了各自的發(fā)展路線計劃。在固態(tài)電池產業(yè)化推進的過程中，有問題很正常，因為只有發(fā)現(xiàn)問題，才能有針對性地去解決問題。實際上，產業(yè)化規(guī)模應用與實驗室研究是完全兩回事，做研究講究的是“萬里挑一”，要在一萬個里面找出可能性、挑出最好的，但是產業(yè)界最需要的是“萬無一失”，對產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、清華大學教授南策文團隊領銜創(chuàng)辦的清陶（昆山）能源發(fā)展集團股份有限公司，率先實現(xiàn)了固態(tài)電池的產業(yè)化，建有固態(tài)動力鋰電池規(guī)�；慨a線。清陶能源先后獲得了北汽、上汽、廣汽、中銀投和上�？苿�(chuàng)等機構的戰(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高增長瞪羚榜單，成長為全球獨角獸企業(yè)。
歐陽明高院士
（圖源：清華大學）
目前大家越來越有共識，全固態(tài)電池是公認的下一代電池的首選方案之一，被列入中國、美國、歐盟、日韓等主要國家的發(fā)展戰(zhàn)略，也成為下一代電池技術競爭的關鍵制高點。歐陽明高院士分析指出，全固態(tài)電池目前面臨的挑戰(zhàn)是巨大的，具有跨學科的特性、技術門檻極高，包括材料界面、工藝、產業(yè)鏈、設備等，這些問題都需要一個個解決。雖然它面臨一系列技術挑戰(zhàn)，但現(xiàn)在國外已經取得重大的進展。但是中國全固態(tài)電池的研發(fā)目前來看認識還不統(tǒng)一、力量比較分散、產學研不協(xié)調，需要聯(lián)合起來建立協(xié)同創(chuàng)新平臺，共同突破全固態(tài)電池產業(yè)化的關鍵技術。
近年來，位于宜賓三江新區(qū)的歐陽明高院士工作站（四川新能源汽車創(chuàng)新中心）不斷突破技術瓶頸，以科技之力推動全固態(tài)電池的研發(fā)。目前，歐陽明高院士工作站（四川新能源汽車創(chuàng)新中心）在全固態(tài)電池中的關鍵材料——“硫化物電解質”的研發(fā)中，已經取得階段性進展。研發(fā)的納米級“硫化物電解質”即將進入量產階段，目前正在規(guī)劃一條年產百噸級的中試線，預計在今年年底動工建設。中試線運行順利后，2026年前，歐陽明高院士工作站（四川新能源汽車創(chuàng)新中心）還會建設一個千噸級的量產線。
陳軍院士
（圖源：南開大學）
今年兩會期間，陳軍院士接受媒體采訪時表示：“目前，固態(tài)電池是各國競相研發(fā)的重點，一旦產業(yè)化，就會改變現(xiàn)有的電動汽車產業(yè)格局，開辟電動航空等新興市場，我們團隊積極承擔國家重大研究計劃、重點研發(fā)項目，聯(lián)合北京科技創(chuàng)新優(yōu)勢單位協(xié)同攻關，已研發(fā)出400瓦時每公斤的新型固態(tài)電池樣品，比目前市場上最先進的300瓦時每公斤的鋰離子電池能量密度超出30%。未來一到兩年，我們要突破600瓦時每公斤的固態(tài)電池研發(fā)，充一次電，電動汽車就可以跑1000公里以上。同時在快速充電、低溫性能和安全性能方面，也都要大幅提升，這是一個在全球具有引領性的技術變革，我們也積極去搶占動力電池和電動汽車未來發(fā)展的制高點。”
孫學良院士
（圖源：西安理工大學）
為推動中國固態(tài)電池技術發(fā)展與產業(yè)化，2017年，孫學良院士團隊與中國動力電池創(chuàng)新中心、國聯(lián)汽車動力電池研究院在加拿大成功創(chuàng)建了“全固態(tài)電池聯(lián)合實驗室”。項目進展非常順利，因此一年后，國聯(lián)汽車動力電池研究院在西安大略大學孵化中心成立了全資固態(tài)電池公司。該聯(lián)合實驗室和公司聚集了全球電池領域的杰出人才，專注于從基礎到電池原型的固態(tài)電池研發(fā)，成功開發(fā)出超高離子導的新型固態(tài)電解質，取得了一系列原創(chuàng)性成果，被中央電視臺重點報道。
孫學良院士對于中國固態(tài)電池的發(fā)展提出建議：第一，要極大的加強產學研結合，非常重要，特別是企業(yè)和高校，因為我們有強大的企業(yè)和工程團隊，我們擁有世界上最多的固態(tài)電池開發(fā)人員，如何結合起來，實現(xiàn)1+1>2。第二，應該進一步加強基礎研究，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，只有好的專利布局，才避免“卡脖子”問題。
張久俊院士
（圖源：中國粉體網）
張久俊院士分析指出，當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。目前動力鋰電池除了日歷壽命、循環(huán)壽命能基本達到預期外，能量密度和比能量較目標值500Wh/kg和235Wh/kg還有較大差距，另外仍需要繼續(xù)提升動力電池其他方面性能，以達到預期水平。其中，能量密度和安全性是產業(yè)研發(fā)中最受關注的指標，被認為是技術更新?lián)Q代的重要標志。
張久俊院士認為，固態(tài)鋰電池的進一步開發(fā)是實現(xiàn)電動汽車電池500Wh/Kg能量密度目標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)電池開發(fā)的研究重點，探索低成本的高性能電極/固態(tài)電解質材料是關鍵因素，張久俊院士建議，要從以下三方面著手：
（1）要深入研究復合固態(tài)電解質的鋰離子傳導機理和材料行為，優(yōu)化材料和結構以進一步提高其常溫/低溫的離子電導率；
（2）要優(yōu)化固態(tài)電解質與電極之間的界面接觸及其化學、電化學穩(wěn)定性；
（3）要提升高電壓、寬溫度范圍下固態(tài)電池的長期運行穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)進一步提高固態(tài)電池的技術成熟度和經濟可行性以促進其真正的商業(yè)化應用。目前張久俊院士團隊在固態(tài)電池方面的研究，主要是通過對新型納米材料的研究，去進一步提高電池能量密度/功率密度、循環(huán)壽命、安全性能。
參考來源：
[1]陳立泉院士：中國固態(tài)電池發(fā)展
[2]陳立泉院士關于中國固態(tài)鋰電池發(fā)展的3個戰(zhàn)略思考，中國粉體網
[3]南策文：固態(tài)電池，從“萬里挑一”到“萬無一失” ，能源評論
[4]歐陽明高：全固態(tài)電池研發(fā)現(xiàn)狀與產學研協(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)電解質的發(fā)展，深圳市電池行業(yè)協(xié)會
[6]講述復合固態(tài)電解質關鍵材料與先進結構研究進展——福州大學張久俊院士做客粉體網對話訪談
[7]孫學良：全固態(tài)電池的機遇和挑戰(zhàn)
[8]中國粉體網：兩會中的“固態(tài)電池”
[9]宜賓市經濟和信息化局官微
（中國粉體網編輯整理/平安）
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