“全固态电池发展前景广阔，但是还有许多问题尚未完全解决。为了提升全固态电池能量密度、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机制等；同时也应重视全固态锂电池的关键技术问题，如电解质材料的批量化制备技术、大面积固态电解质薄膜连续制备技术、全固态锂电池一体化制备技术等。”
近日，中国工程院院士、中国科学院物理研究所研究员陈立泉在中国全固态电池创新发展高峰论坛上作出上述阐述。
2023年以来，全固态电池的概念频频掀起声浪，呼吁推动全固态电池发展成为目前汽车行业内共同的声音。
相比传统锂离子电池，全固态电池具有更长的行驶里程、更快的充电速度、更高的安全性、更长的循环寿命以及更强的温度适应性。
《中国经营报》记者注意到，在一场论坛上，中国科学院院士、清华大学车辆与运载学院教授欧阳明高表示，现在行业内已经形成共识，全固态电池是公认的下一代电池的首选方案之一，被列入中国、美国、欧盟、日韩等主要国家和地区的发展战略，成为下一代电池技术竞争的关键制高点。他认为，虽然目前全固态电池面临巨大的挑战，但是全固态电池有可能会在2030年前后实现产业化。
储能行业安全问题应引起重视
若按照电解质形态来划分，动力电池主要可分为液态电池、半固态电池以及全固态电池。
陈立泉认为，液态锂电池容易引发安全忧虑，并且其能量密度已接近极限，下一步要发展固态电池，并且要逐渐过渡到全固态电池。
“在锂离子电池方面，日本索尼公司在1991年宣布锂离子电池实现产业化，在这之后，包括中国在内的许多国家纷纷进入锂离子电池领域，锂离子电池赛道热闹非凡。在这个过程中，中国锂离子电池产业完成了从‘跟跑’到‘领跑’的跨越。到2014年，中国锂离子电池产量就已经成为世界第一。”陈立泉称，聚焦到固态电池上，实际上中国固态电池的起步比较早。在“六五”“七五”“八五”期间，中科院均把固态电池作为重点项目来推进和研究。与此同时，在国家战略性科学技术发展规划“863”计划指导之下，科技部在1987年就启动了全固态锂电池项目。
陈立泉称，固体电解质对固态电池而言甚为关键，现在业内研究的固体电解质包括锆酸锂镧、钛酸锂镧、反钙钛矿、硫化物等几种材料。“其中，硫化物材料的缺点是很容易受潮，受潮以后就会产生硫化氢。为提高稳定性，我们团队实验出来的解决方案是‘掺氧’，经过‘改造’以后，使得硫化物成为固态电池体系中一种很好的材料。”
在动力电池领域，陈立泉有着近50年的行业经验。他领导的团队首先在国内成功研制出锂离子电池，解决了锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题，实现了锂离子电池的产业化。
陈立泉认为，纳离子固态电池是固态电池的发展方向之一。“如果在氯化铝钠里面加一些氧进去，可以更具粘弹性，可以形成一定卷度，这样做钠离子固态电池的问题就不大了。”
近年来，随着我国电动汽车和储能市场蓬勃发展，中国已成为全球锂电池主要技术来源国之一。陈立泉认为，为了让储能产业健康发展，应大力发展固态锂电池和固态电池系统的集成研发。
“储能行业的问题，特别是安全问题应引起重视。锂离子电池的电解质是可燃的有机溶剂，炒股10倍杠杆平台万一某种原因导致一个电芯短路就会引燃其电解液，模组管理系统若不能发挥作用就会像火烧战船一样，顷刻间整个系统都燃烧爆炸，灰飞烟灭，导致高温化学反应，产生各种毒性气体。为了解决这个痛点问题，必须大力发展固态锂电池和固态电池系统的集成研发。”陈立泉说道。
“下一代电池技术”争夺战愈演愈烈
在目前主流的液态锂电池体系中，我国有着显著优势。在全球动力电池装机量前十名的企业中，我国企业占据了6席，市场份额超过60%。
现阶段，在实现绿色转型的背景下，世界主流国家汽车产业均在向电动化进行转型。由此，新能源汽车的“心脏”——动力电池，将迎来前所未有的发展前景。
市场蛋糕诱人，美国、欧盟、日韩等国家和地区想要争夺对动力电池的话语权，意图从全固态电池切口进入，实现换道超车。其中，日本更是举全国之力推动全固态电池的商业化。相比较而言，我国固态电池产业化的进程更慢。
据了解，现阶段日本企业专利布局领先，全固态电池专利申请前5名企业有4家日本企业和1家韩国企业，丰田排名第一，申请专利1000项以上。我国近5年专利布局加速，各家企业在全固态电池方面开始加大投入，但与领先企业相比仍有较大差距，需要加大力度。
中国电动汽车百人会理事长陈清泰认为，固态电池技术具有较高理论能量密度和高安全性，是最具前景的下一代电池技术。中长期来看，日、韩、欧、美等国（地区），都在加速固态电池的研发布局。固态电池的突破带有很强的颠覆性。我国是否能够顺利闯过固态电池技术和量产关口，是确保实现汽车强国、保持全球领先地位的关键一战。客观认识全固态电池的特征，有针对性地加大研发投入非常有必要。
“在竞争日益激烈的下一代电池技术的创新方面，我们总体上还承受着很大的压力。10多年来，我国新能源汽车一直处于全球领先地位，其中一个重要的原因是，我国储能电池技术和产业方面处于领先地位。反过来说就是，没有电池方面的领先地位就不能有新能源汽车的领先地位。”陈清泰说道。
“中国要不要发展全固态电池？中国是目前液态锂离子电池的领先国家，好像也不用担心。但需要注意的是，现在我们已经走到了新一轮材料创新周期。”欧阳明高认为，现阶段我国动力电池产业面临国内外竞争加剧的状况，需要居安思危，向低碳化、智能化、固态化方向发展。
欧阳明高认为，中国全固态电池的研发目前来看存在认识还不统一、力量比较分散、产学研不协调等问题，需要联合起来建立协同创新平台，共同突破全固态电池产业化的关键技术。
全球知名咨询机构SNE research此前发布的报告显示，到2030年，全球液态锂离子电池供应量将从2023年的687GWh增加到2943GWh，增加4.3倍，占电池市场的95%以上，全固态电池的供应量则会从2025年开始的0.2GWh，增加到131GWh，市场渗透率将达到4%左右。
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