全固态电池究竟有没有发展前途?这个论坛给出了最新观点……
全固态电池究竟有没有发展前途?这个论坛给出了最新观点……
发布日期: 2024-11-19 08:06:28
   来源:理士DGW系列  
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  近年来,随着新能源汽车的迅速发展,对于动力电池的高安全、高可靠、长续航、长寿命、快充电等性能提升提出了新的要求,在现存技术中,全固态电池成为可选技术路线日,在中国全固态电池创新发展高峰论坛上,围绕全固态电池究竟有没有前途、该怎么样发展、亟待解决的技术难题等热点议题,多位院士和来自高校、科研院所、企业的代表各抒己见,发表了自己的观点。

  为何要选择全固态电池技术路线,是行业一直关注的问题。“全固态电池发展前途广阔。”中国工程院院士、中国科学院物理研究所研究员陈立泉在主旨报告中肯定了全固态电池的发展前途,但他同时也认为,全固态电池技术上还有许多问题没有完全解决。为提升全固态电池单位体积内的包含的能量、倍率性能和循环寿命,不仅应关注全固态锂电池的基础科学问题,如新型电解质材料、界面改性和电池失效的机制,同时也要重视全固态电池的关键技术问题,如电解质的批量生产制备技术、大面积固态电解质薄膜连续制备技术、全固态电池一体化制备技术等,所以还有很多研究工作希望我们大家一起努力,把中国的固态电池做到更好,走向世界前列。

  伴随着市场需求的升温,关注全固态电池的专家学者也慢慢变得多。“在全固态电池发展趋势上,希望利用这一机遇,由学术界和工业界共同合作,努力把全固态电池做好。”加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士、

  中国工程院外籍院士、宁波东方理工大学讲席教授孙学良谈到,从各有突出贡献的公司的推进计划可见,全固态电池产业化时间窗口应该在2025-2030年期间。全固态电池的优点是,既有高安全性,也有高等单位体积内的包含的能量,还有出色的低温性能和快充特性。全固态电池面临的技术挑战,主要有几个方面,一是材料方面,特别是固态电解质亟待发展;二是界面问题也要解决;三是工程化问题是产业化的关键。

  中国科学院物理研究所研究员李泓在其主旨报告中认为,2027年左右是行业内大家公认的全固态电池产业化应用时间点,有可能实现在动力电池、消费电子以及储能领域的应用。目前来看,全固态电池的单位体积内的包含的能量提升、功率密度提升、循环性能提升是发展目标,在这样的一个过程中,液态、半固态、全固态电池不断演进,最终只有能在技术、经济性、安全性、成本等方面有优势才能胜出,其中全固态电池是很有希望的颠覆性技术路线。但在全世界内,特别是在中国已经有1.6TWh计划的现有锂电池产能,这些设备又不能浪费。所以,如何把现有的材料和工艺稍加改进,形成半固态电池解决方案,充分用好现有巨额投资,同时逐步通过全新的材料工艺,发展更高性能、更安全、更便宜的全固态电池成为核心发展思路。“无论是全固态还是其他形态的锂离子电池能够真正走到应用,材料是基础,不管是液态电解质还是固态电解质,只有电解质材料实现全面的二维接触,才能确保电池能够长时间稳定运行。”中国科学院上海硅酸盐研究所能源材料研究中心主任、

  研究员温兆银指出,要实现高能量密度、高安全性的全固态电池的产业化应用,制造技术上就与现有的锂离子电池会有很大不同,而且难度更大。所以,全固态电池如果只是简单地在现在的锂离子电池上做改进,可能没办法体现其性价比优势。因此,必须更多地从材料角度、界面角度解决全固态电池的所有问题,从而得到高安全性、高能量密度的全固态电池体系,这需要全行业大家共同努力。

  正如其他技术一样,全固态电池只有实现产业化应用,才能体现其应有的价值。“东风在全固态电池开发和搭载测试上已经有一定基础,同时逐步从高比能来实现或者为客户提供更好的应用场景。”东风汽车集团有限公司研发总院副院长史建鹏在主旨报告中表示,汽车在电动化转型的背景下,市场和政策双驱动使全固态电池慢慢的变成了国内外企业布局的战略制高点。全固态电池在材料层级、制备工艺等方面还有亟待技术突破的难点,随技术进步有望大规模生产。如果相关企业、材料体系、有关系统一起发力,相信有望将全固态电池装车的日程表大幅提前。

  王建涛分析,目前,企业发现全固态电池还面临倍率问题、均匀性能、安全问题等一系列技术挑战;全固态电池产业化方面在工程工艺的定型、设备选型、成本控制、质量控制等方面目前还存在不确定性,这些都需要全行业协同创新来解决。在全固态电池产业链上,从核心固态电解质的原材料供应到与之适配的各种应用的终端,也需要产业链形成共识,才能在全固态电池开发前期加快进展,少走弯路。真正全固态电解质的降本,还是要依赖产业链前端,如硫化锂等原材料成本的突破。

  “现在行业研究的全固态电池材料体系中,包括有晶态、非晶态、晶态和非晶态复合的聚合物,现在真正做全固态电池材料和器件也是围绕这三个材料体系在研究。”南方科技大学教授许晓雄在报告中提到,现阶段全世界内全固态电池到底走哪条技术路线仍然不确定,各有优劣。其中,聚合物类的全固态电池已经实现了一定规模的商业应用,但是基于整个技术路线,只能用磷酸铁锂为正极,所以单位体积内的包含的能量水平距离更高的要求还有一定差距,而对更高单位体积内的包含的能量的追求是全固态电池最底层的逻辑需求,所以,行业都在研究、追寻或者探索更高单位体积内的包含的能量以及能够兼容三元锂电池的聚合物材料体系。如何加快全固态电池产业化落地,企业界也有自己的思路和行动。“我们大家都认为全固态电池一定是发展的路径,看好有机-无机复合的固态电解质的路线。”清陶(昆山)能源发展股份有限公司总经理、

  李峥认为,在这样的一个过程中,全固态电池的量产要分阶段实现,因为其中有不同的产业缺失,这些缺失需要逐步完成拼图,不可能一步到位,而且这样的一个过程中能充分的发挥国内在锂电池产业链上的优势。全固态电池要规模化量产,关键要看整车企业,整车企业的主动性和带动效应一定会带动整个产业链加快速度进行发展。调动整车厂的主动性和资源,能够让全固态电池平台快速成型、加快速度进行发展,这也是企业的切身体会。

  会上,围绕全固态电池技术创新、产学研协同、产业化等相关议题,在中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高主持下举行了圆桌论坛,参与嘉宾包括中国第一汽车集团有限公司研发总院(科学技术创新管理部)院长、党委书记王德平,厦门大学教授杨勇,弗迪电池有限公司首席技术官孙华军,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊,武汉大学教授艾新平,中国科学院物理研究所长三角研究中心科学家工作室主任、中国科学院大学教授吴凡,广汽埃安新能源汽车股份有限公司副总经理张雄,结合主题现场提出了自己的看法。

  欧阳明高在总结时谈到,交流是希望我们大家讲问题、讲瓶颈、讲解决实际问题的途径,这是协同创新的关键。今后几年还是要继续做研究,并不是说现在很快就能产业化了,还需要具备一些基础条件才行。有的技术问题,按照以往的知识可能没办法解决,但未来可能容易解决。因为研发手段在一直更新,现在有了人工智能,材料合成的速度有成百上千倍效率的提高,在技术革命时代,AI将会改变所有的研发范式。要用未来定位现在,而不能用过去推论未来,这是思考问题的基本出发点。目前,中国的整车企业和电池行业正处于一个重要的转折点,全固态电池正在成为产业高质量发展的首选。只有求新求变,不停地改进革新,才有机会保持中国新能源汽车和中国电池行业持续世界领先。

  来自国家发展改革委、国务院国资委、中国电动汽车百人会及有关高校、研究机构、企业的领导、专家、行业人士等出席本次论坛。