全固態(tài)電池預(yù)計(jì)2020年到2025年進(jìn)入市場(chǎng)

當(dāng)前，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展引人關(guān)注，業(yè)界對(duì)于新能源汽車(chē)未來(lái)的前景寄予厚望。作為核心部件的電池，選擇什么樣的正負(fù)極材料也備受爭(zhēng)議。中科院物理所研究員李泓向記者表示，全固態(tài)金屬鋰電池應(yīng)當(dāng)是未來(lái)的電動(dòng)車(chē)電池的發(fā)展方向，預(yù)計(jì)全固態(tài)電池會(huì)在2020年到2025年間首批進(jìn)入市場(chǎng)，但目前還有很多基礎(chǔ)科研問(wèn)題需要突破。

近來(lái)，中日美三國(guó)政府都提出了動(dòng)力電池的發(fā)展目標(biāo)，對(duì)于電池的能量密度的要求越來(lái)越高，也提出了相應(yīng)的發(fā)展指標(biāo)，“但如何在實(shí)現(xiàn)超高能量密度的指標(biāo)的同時(shí)，兼顧動(dòng)力電池使用時(shí)的安全性、壽命、成本，這是所有研發(fā)人員都必須考慮的問(wèn)題”，李泓表示。

當(dāng)前，鋰離子電池提供了一種輕量級(jí)的儲(chǔ)能解決方案?？茖W(xué)家一般認(rèn)為，在這種電池中，用固體電解質(zhì)代替常規(guī)的液體電解質(zhì)可具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，這也就是通常所說(shuō)的全固態(tài)鋰離子電池。2016年，美國(guó)能源部為汽車(chē)技術(shù)辦公室提供一筆高達(dá)1970萬(wàn)美元的財(cái)政撥款，用來(lái)支持研究和開(kāi)發(fā)先進(jìn)汽車(chē)技術(shù)，其中的電池項(xiàng)目的資助都是用于支持類固體電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)等。在我國(guó)，目前也有很多從事固態(tài)電池研發(fā)的團(tuán)隊(duì)，還有不少企業(yè)在也在參與其中。

但是，從全球范圍來(lái)看，全固態(tài)鋰電池仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。李泓認(rèn)為，總體而言，目前全固態(tài)鋰電池開(kāi)發(fā)面臨電解質(zhì)和正負(fù)極材料的集成、鋰離子電導(dǎo)率低、金屬鋰電極體積變化等多個(gè)方面的挑戰(zhàn)需要解決。

2013年，中科院決定啟動(dòng)相關(guān)“先導(dǎo)專項(xiàng)”，提出要做長(zhǎng)續(xù)航的動(dòng)力電池，通過(guò)提升能量密度來(lái)延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。中科院物理所、中科院化學(xué)所、中科院寧波材料所、中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所、中科院上海硅酸鹽所等12家科研單位共同攻關(guān)，目前也已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，有了不少突破。

“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們應(yīng)當(dāng)提高安全性追求全固態(tài)金屬鋰，逐漸增加固體電解質(zhì)和負(fù)極中的鋰含量。目前中國(guó)科學(xué)院正在這方面做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，力圖兼顧全固態(tài)鋰電池的優(yōu)點(diǎn)和液態(tài)鋰電池的優(yōu)點(diǎn)，希望能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，逐步改善現(xiàn)有電池的技術(shù)”，李泓介紹，在世界范圍內(nèi)，預(yù)計(jì)全固態(tài)電池會(huì)在2020年左右能夠?qū)崿F(xiàn)小批量的量產(chǎn)，以后隨著技術(shù)的進(jìn)步會(huì)逐漸進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，“當(dāng)然它可能會(huì)先滿足其它領(lǐng)域的應(yīng)用，等其它指標(biāo)達(dá)標(biāo)以后，再進(jìn)入動(dòng)力電池的領(lǐng)域”。

李泓還指出，盡管預(yù)期全固態(tài)電池會(huì)在2020年到2025年間首批進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，但在這個(gè)過(guò)程中，還有很多的基礎(chǔ)科研問(wèn)題和科研技術(shù)仍然要突破，“從綜合指標(biāo)上看，目前的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足動(dòng)力電池的技術(shù)要求，我們希望一步步往前走，逐步改善現(xiàn)有鋰電池兼顧能量密度和安全性方面的挑戰(zhàn)”。