1月24日，第二屆中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇在北京釣魚臺(tái)國(guó)賓館召開。本屆論壇主題圍繞“構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)·創(chuàng)新·可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)”，近百位來自政府機(jī)構(gòu)、行業(yè)學(xué)者以及科技、互聯(lián)網(wǎng)、汽車、交通等領(lǐng)域的嘉賓參會(huì)。

 

以下為中科院物理研究所研究員李泓發(fā)言：

 

我今天的主題是“固態(tài)鋰電池”，在我這個(gè)報(bào)告里也許能回答一部分董揚(yáng)（點(diǎn)擊查看最新人物消息） 老師的問題。

 

大家比較關(guān)注的就是在長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮下什么是純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)革命突破。我們也看了《中國(guó)制造2025》上面關(guān)于混合動(dòng)力電池的技術(shù)路線，基本上這個(gè)路線圖是跟這個(gè)一致的，就是從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，從中國(guó)、美國(guó)、日本的技術(shù)路線來考慮的話，下一代首先是做第三代鋰離子電池，接下來就是金屬鋰電子等幾種。

 

 

我們中科院2013年11月15日啟動(dòng)了一個(gè)戰(zhàn)略先導(dǎo)，希望在動(dòng)力電池前期技術(shù)導(dǎo)入方面先走一步，做一些基礎(chǔ)的工作。最近和寧波材料所團(tuán)隊(duì)聯(lián)合物理所團(tuán)隊(duì)以及別的團(tuán)隊(duì)合作做了一款電池，就是用納米硅碳做到24Ah的單體，從這個(gè)體積能量密度可以看到，目前這兩個(gè)比例和現(xiàn)在的成熟產(chǎn)品還有差距，現(xiàn)在我們想知道鋰離子電池的極限在哪兒，相信今年的努力還可以把這個(gè)數(shù)據(jù)再提高一點(diǎn)，目前發(fā)揮還不是特理想。

 

從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，因?yàn)槌四芰恐怏w積膨脹還是很難解決的問題，金屬鋰在這方面顯示了它的優(yōu)勢(shì)。金屬鋰現(xiàn)在主要面臨一個(gè)問題，在充放電過程中容易產(chǎn)生鋰枝晶?？梢钥紤]不含鋰的正極，從總體成本下降上是很好的機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在用金屬鋰的主要包括金屬鋰負(fù)極，可充放鋰離子的正極，鋰硫和鋰空。鋰空氣電池現(xiàn)在是開放體系，現(xiàn)在用開放體系來說如果用液體電極會(huì)揮發(fā)干凈，沒法充分使用。從這幾方面考慮，都應(yīng)該采取固態(tài)的技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)的實(shí)現(xiàn)這個(gè)問題，所以陳老師提出來說，我們現(xiàn)在應(yīng)該提前布局固態(tài)鋰電池。去年在物理所開了第一屆固態(tài)鋰電池的會(huì)議。有幾個(gè)公司已經(jīng)展示了固體電池的好處，在著火意外情況下電池還是完好無損，無機(jī)物作為電解質(zhì)的電池更好，也可能是根本性的鋰離子固態(tài)電池的解決方案。

 

科學(xué)地來講，這里面有很多方面需要研究。難的地方就在界面上，包括鋰離子電池正極材料的設(shè)計(jì)。加快固態(tài)電池的研發(fā)關(guān)鍵就是把材料做出來，所以為了加快這個(gè)材料的研發(fā)，陳老師提出了借鑒美國(guó)的材料的思想，加快這個(gè)速度，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。咱們國(guó)家在固態(tài)電池研究方面積累時(shí)間很長(zhǎng)了，有了一些積累。

 

我在這里介紹幾個(gè)年輕人的工作。青島研究所崔光磊（音）做了一個(gè)240Wh的固態(tài)電池，是60℃工作的80Ah的單體，有一定的循環(huán)性。寧波材料所的徐曉熊（音）是用無機(jī)陶瓷加上界面的潤(rùn)濕劑。我們目前沒有辦法做到全部的固態(tài)?，F(xiàn)在是固態(tài)鋰離子，下面做到全固態(tài)的，目前80Ah可以達(dá)到240Wh/kg。主要的好處我們可以看到，用了固態(tài)電解質(zhì)以后，在90℃還能夠進(jìn)行循環(huán)，顯然是在安全性方面有一個(gè)進(jìn)展。從能量密度上講，最高的是鋰硫、鋰空，這兩個(gè)很可能在質(zhì)量密度上超過500Wh/kg。考慮使用的穩(wěn)定性，終極的考慮還是鋰空電池固態(tài)的是終極選擇，需要很長(zhǎng)遠(yuǎn)的路。

 

我介紹一下科學(xué)院先導(dǎo)的進(jìn)展。四個(gè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合做鋰離子電池，目前已經(jīng)做了70Ah的單體。50℃測(cè)試到616Wh/kg。安全性測(cè)試是在前幾次通過了所有的第三方的安全性測(cè)試，現(xiàn)在的問題就是循環(huán)次數(shù)還很低，這種大能量密度、大容量的鋰硫電池的單體循環(huán)次數(shù)是20次—30次之間。下一步要解決金屬鋰的問題，循環(huán)性需要提升上去，要滿足大概500—1000次的循環(huán)要求。鋰空氣電池方面，中科院也推出了鋰空的實(shí)際單體，目前單體做到526 Wh/kg，也研究出了一塊51Ah的鋰空氣電池模塊，大概360 Wh/kg的水平。最近這一年，先導(dǎo)的進(jìn)展主要是這幾個(gè)電池方面，這里面涉及到大量的材料的基礎(chǔ)的貢獻(xiàn)，包括納米的正極材料、負(fù)極材料、界面處理，還有高電壓電解液和陶瓷隔膜，以及固體電解質(zhì)涂附隔膜的綜合應(yīng)用。此外，像剛才董老師提到的高水平的電池診斷，我們已經(jīng)建立了第二個(gè)全球互聯(lián)互通的平臺(tái)，另外黃老師在廣東也啟動(dòng)了先進(jìn)的動(dòng)力電池制造的裝備，大概是這樣一個(gè)進(jìn)展。