澳门新浦京网页|加快固态电池在电动汽车领域应用的建议

本文摘要：近年来，固态电池在材料结构和性能上大大获得突破，被指出是未来替代锂离子动力电池的最后解决方案。

近年来，固态电池在材料结构和性能上大大获得突破，被指出是未来替代锂离子动力电池的最后解决方案。日本经济产业省自2018年5月起已出资16亿日元，牵头本国丰田、本田等汽车厂商及电池、材料厂商，联合研发固态电池，将固态电池下降到国家战略高度，意欲守住行业发展制高点。为此，我国在提高技术比较成熟期的锂离子电池性能的同时，也不应减缓固态电池的研发、储备及应用于，创建电动汽车的多类型动力电池供应体系。01 固态电池研发获得新进展固态电池用于液体电极材料和液体电解质材料，是不所含任何液体的锂电池。

主要还包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池。与传统锂电池一样，固态电池由负极、负极、电解质等各单元包含，工作原理完全相同。两者包含的差异主要在于电解质固态化。

固态电池是动力电源的潜在竞争者。固态电池突破传统锂电池的技术短板，未来将会解决目前后遗症动力电池行业的两大“挑战”——安全隐患和能量密度较低，沦为电动汽车电源的有力竞争者。固态电池优势显著：一是安全性低。

由于固态电池的电解质固态化，不不含易燃易爆、易挥发等成分，可彻底消除电池因漏液引起的电池起火、发生爆炸等，以及在充放电过程中分解锂枝晶导致的安全隐患，被称作最安全性电池体系。二是能量密度低。目前，市场上应用于的磷酸铁锂电池单体能量密度大约为120-140Wh，三元电池单体能量密度大约为130-220Wh。

受限于现有体系架构和关键负极材料影响，这两种电池皆无法符合我国《节约能源与新能源汽车技术路线图》中明确提出的到2025年、2030年锂电池能量密度分别超过400Wh、500Wh的市场需求。而固态电解质电化学窗口长，可以相容金属锂负极和新的研发的高电势负极材料，兼容性强劲，能很大地提高能量密度空间。

目前，固态电池可获取的能量密度大约为300-400Wh，且具备循环性强劲、适用范围甚广、柔性强劲、重复使用便利等优势。主要国家研发应用于大大获得新的突破。日本丰田、美国Sakti3、法国Bolloré为全球固态电池研发三巨头，分别代表了硫化物、氧化物和聚合物三大固态电解质的技术开发方向。日本是固态电池研发最先且技术尤为成熟期的国家，以丰田公司为代表。

丰田已发售能量密度为400Wh/L的全固态锂离子电池，大约为现有锂离子电池的3倍。计划于2020年全面实现全固态电池商业化，并将全固态电池应用于RAV4车型，将行经里程提升至500公里。丰田以享有30项固态电池的专利数量居于全球首位。

在美国，Sakti3公司已研发出有能量密度超过1000Wh的固态电池，若构建商业化量产后，成本只有当前锂电池的20%。在法国，Bolloré公司研发的固态电池早已批量应用于分享电动汽车“Autolib”和小型电动巴士“Bluelus”，总体应用于多达3000辆，这是全球首次用作电动汽车的商业化全固态电池。在我国，中科院在固态电池上的布局比较较早于。

中科院青岛能源所已自律研发6Ah大容量三元固态锂电池，并用作深潜器展开马里亚纳海沟观测；中科院化学研究所顺利研发出有新型双功能聚合物电解质，可用作室温固态金属锂电池；宁德时代于是以加快硫化物全固态锂金属电池的研发；赣锋锂业已投资建设亿瓦时级第一代固态锂电池研发中试生产线。02固态电池沦为主导动力电源仍有差距固态电解质技术瓶颈制约固态电池的发展。

固态电解质材料相当大程度上要求了固态电池的各项性能参数，如安全性性能、功率密度、循环稳定性、高低温性能以及使用寿命等。固态电解质的发展主要遵循两条路线，一是聚合物路线；二是无机物路线，无机物又可分成氧化物和硫化物。但现阶段两种技术路线皆遗短板。明确是：聚合物液体电解质虽高温工作性能较好，但室温电导率较低、电压较低，容许了其大规模商业化应用于；氧化物化学稳定性好，但室温离子电导率较低。

硫化物具备较高的室温离子电导率，但是其环境稳定性劣。这两种作为无机物固态电池仅次于的问题是能量密度比较较低，与现有电池比起尚不经济性优势。固态电池产业化应用于尚需时日。

目前，固态电解质电导率总体偏高，造成固态电池倍率性能较低、电池速度慢，成本较高，妨碍了其产业化应用于。一是电池速度慢。由于固态电池的电解质材料皆为液体，导电过程中是点接触，因此电极与电解质之间有效地认识较强，界面电阻过大，导致电池内阻急遽减小、电池过程中能量损失较慢，从而电池时间宽。

多达，慢差使也仍必须5小时以上。二是规模化制取工艺尚待提升。固态电池生产工艺仍未成熟期，例如固态电解质膜的柔韧性不欠佳，电芯装配更加多偏向叠片而非一维工艺，但细分工艺仍不得而知；在填充物、PCB等工序必须自定义简化的设备，并在更高拒绝的潮湿间展开，生产环境更加严苛。

三是生产成本低。目前，液态锂电池生产成本在200-300美元/千瓦时，而固态电池仍未构建产业化，成本十分低。按照美国Sakti3公司预测，其最后不会把以氧化物技术研发的固态电池成本减少至100美元/千瓦时，但Sakti3并没发布明确时间计划。03我国须要第一时间研究固态电池技术紧随技术发展新动向，着力突破关键材料和工艺技术。

发展固态电池是守住全球车用动力电池技术制高点的最重要措施，我国不应逃跑电动汽车较慢发展的不利时机，希望在固态电池领域具备基础优势的科研机构，如宁波大学、中科大、中科院物理所、中电十八所等，紧随国际技术发展新趋势，更进一步强化固态电池在工作过程中的宜-固界面结构特征、离子传输、空间电荷层等机理研究；重点突破低离子电导率的聚合物、氧化物、硫化物等关键电解质材料，电极与液体电解质膜的大面积、高速度生产等电芯技术，从而减少界面电阻提升电池高倍率容量。增大政府财税反对及科研投放力度。强化产业投资专项基金、创意创业投资基金等对固态电池的反对。

充分发挥风险基金等起到，希望社会资本投向固态电池创新型企业和基础研究、关键技术研制成功、产业化培育等项目。更进一步希望企业增大研发投放，尤其是对专门从事早期技术研发的企业可获取税收优惠政策。积极开展国际合作，减缓引入固态电池先进设备技术。

希望企业相结合我国极大的市场需求优势，与美国Sakti3、Seeo、日本丰田等享有先进设备固态电池技术的企业积极开展合作，利用技术外溢效应，造就我国固态电池自主创新发展。

本文来源：澳门新浦京网页-www.dceactivities.com