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全固態電池預計2020年到2025年上市

   2017-02-21 中國科學報

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核心提示:當前,電動汽車的發展引人關注,業界對于新能源汽車的前景寄予厚望。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

當前,電動汽車的發展引人關注,業界對于新能源汽車的前景寄予厚望。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汽車百人會2017論壇上,中科院物理研究所研究員李泓向記者表示,全固態金屬鋰電池應當是未來電動車電池的發展方向,預計全固態電池會在2020年到2025年間首批進入市場,但目前還有很多基礎科研問題需要突破。

近來,中、日、美三國政府都提出了動力電池的發展目標,對于電池能量密度的要求越來越高,也提出了相應的發展指標。“但如何在實現超高能量密度指標的同時,兼顧動力電池使用時的安全性、壽命和成本,這是所有研發人員都必須考慮的問題。”李泓表示。

當前,鋰離子電池提供了一種輕量級的儲能解決方案。科學家一般認為,在這種電池中,用固體電解質代替常規的液體電解質具有顯著的優點,這也就是通常所說的全固態鋰離子電池。2016年,美國能源部為汽車技術辦公室提供一筆高達1970萬美元的財政撥款,用來支持研究和開發先進汽車技術,其中電池項目的資助都是用于支持類固體電解質的開發等。在我國,目前也有很多從事固態電池研發的團隊,還有不少企業也在參與其中。

但是,從全球范圍來看,全固態鋰電池仍處于實驗室階段。李泓認為,總體而言,目前全固態鋰電池開發面臨電解質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方面的挑戰。

2013年,中科院決定啟動相關“先導專項”,提出要做長續航的動力電池,通過提升能量密度來延長電動汽車的續駛里程。中科院物理所、中科院化學所、中科院寧波材料所、中科院長春應化所、中科院上海硅酸鹽所等12家科研單位共同攻關,目前已經取得了一定進展,有了不少突破。

“從長遠來看,我們應當提高安全性,追求全固態金屬鋰,逐漸增加固體電解質和負極中的鋰含量。目前中國科學院正在這方面做進一步的開發,力圖兼顧全固態鋰電池的優點和液態鋰電池的優點,希望能夠取長補短,逐步改善現有電池的技術。”李泓介紹,在世界范圍內,預計全固態電池在2020年左右能夠實現小批量產,隨著技術的進步會逐漸進入市場,“當然它可能會先滿足其它領域的應用,等其它指標達標以后,再進入動力電池領域”。

李泓還指出,盡管預期全固態電池會在2020年到2025年間首批進入市場,但在這個過程中,還有很多的基礎科研問題和科研技術仍待突破,“從綜合指標上看,目前的研究還遠遠不能滿足動力電池的技術要求,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。”他表示。



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