專(zhuān)家視野
李泓：全固態(tài)電池預計2020年到2025年上市
當前，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展引人關(guān)注，業(yè)界對于新能源汽車(chē)的前景寄予厚望。作為核心部件的電池，選擇什么樣的正負極材料也備受爭議。在日前舉辦的中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )2017論壇上，中科院物理研究所研究員李泓向記者表示，全固態(tài)金屬鋰電池應當是未來(lái)電動(dòng)車(chē)電池的發(fā)展方向，預計全固態(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科研問(wèn)題需要突破。
近來(lái)，中、日、美三國政府都提出了動(dòng)力電池的發(fā)展目標，對于電池能量密度的要求越來(lái)越高，也提出了相應的發(fā)展指標?！暗绾卧趯?shí)現超高能量密度指標的同時(shí)，兼顧動(dòng)力電池使用時(shí)的安全性、壽命和成本，這是所有研發(fā)人員都必須考慮的問(wèn)題?！崩钽硎?。
當前，鋰離子電池提供了一種輕量級的儲能解決方案?？茖W(xué)家一般認為，在這種電池中，用固體電解質(zhì)代替常規的液體電解質(zhì)具有顯著(zhù)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，美國能源部為汽車(chē)技術(shù)辦公室提供一筆高達1970萬(wàn)美元的財政撥款，用來(lái)支持研究和開(kāi)發(fā)先進(jìn)汽車(chē)技術(shù)，其中電池項目的資助都是用于支持類(lèi)固體電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)等。在我國，目前也有很多從事固態(tài)電池研發(fā)的團隊，還有不少企業(yè)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)驗室階段。李泓認為，總體而言，目前全固態(tài)鋰電池開(kāi)發(fā)面臨電解質(zhì)和正負極材料的集成、鋰離子電導率低、金屬鋰電極體積變化等多個(gè)方面的挑戰。
2013年，中科院決定啟動(dòng)相關(guān)“先導專(zhuān)項”，提出要做長(cháng)續航的動(dòng)力電池，通過(guò)提升能量密度來(lái)延長(cháng)電動(dòng)汽車(chē)的續駛里程。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(cháng)春應化所、中科院上海硅酸鹽所等12家科研單位共同攻關(guān)，目前已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，有了不少突破。
“從長(cháng)遠來(lái)看，我們應當提高安全性，追求全固態(tài)金屬鋰，逐漸增加固體電解質(zhì)和負極中的鋰含量。目前中國科學(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(cháng)補短，逐步改善現有電池的技術(shù)?！崩钽榻B，在世界范圍內，預計全固態(tài)電池在2020年左右能夠實(shí)現小批量產(chǎn)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步會(huì )逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，“當然它可能會(huì )先滿(mǎn)足其它領(lǐng)域的應用，等其它指標達標以后，再進(jìn)入動(dòng)力電池領(lǐng)域”。
李泓還指出，盡管預期全固態(tài)電池會(huì )在2020年到2025年間首批進(jìn)入市場(chǎng)，但在這個(gè)過(guò)程中，還有很多的基礎科研問(wèn)題和科研技術(shù)仍待突破，“從綜合指標上看，目前的研究還遠遠不能滿(mǎn)足動(dòng)力電池的技術(shù)要求，我們希望一步步往前走，逐步改善現有鋰電池兼顧能量密度和安全性方面的挑戰?！彼硎?。
