這是動力鋰電池革命性突破的路線圖，現在大家可以看得到，這是目前的能量密度，大概到2020年要達到300瓦時/公斤，這是用現有的材料把它用到極致，可以到300瓦時/公斤或者多一點。那個時候行駛電動小汽車大概巡航里程大概是400公里，假如能量密度進一步提高，大于500瓦時/公斤的話，一定從現在開始就要考慮固態(tài)鋰離子電池。假如能量密度大于500瓦時/公斤，就要考慮固態(tài)鋰空電池。現在的鋰離子電池大家都很熟悉了，用石墨做負極，372毫安/克，中間的電解質是液體電解質，含鋰的過渡金屬氧化物作正極。由于使用可燃的有機溶劑電解質帶來安全性問題，它的能量密度大概可達300瓦時/公斤。

為了解決這個動力鋰電池安全性問題，這張圖是法國科學家的，我把它改了一下，可以通過化學的或者電化學的辦法來改善電池的安全性，也可以通過電芯的設計和電子學的改善，比方說電池管理系統、熱管理這些來改善安全性。但是有一個重要方法就是要發(fā)展固態(tài)電池，固態(tài)電池為何是安全的？

固態(tài)電池也是有正極材料、負極材料，只不過正極材料可以用現有的正極材料，也可以用不含鋰的正極材料，負極材料也可以用現在的石墨，也可以不用，用金屬鋰做負極材料。金屬鋰的容量是石墨容量的10倍，所以這就是為何固態(tài)電池的能量密度比現在的要高，達到500瓦時/公斤，中間的電解質不是液態(tài)，是固態(tài)，就沒有燃燒的問題了。能量密度可以大于和等于500瓦時/公斤，不燃燒，不爆炸。

這是目前國際上已經運行的，大概已經有4000多輛車，是法國Bellore公司生產的，電池是磷酸鐵鋰做正極，金屬鋰做負極，中間是聚合物的固態(tài)電池，叫PEO，它的工作溫度是60度，為何是60度？因為PEO聚合物電導率比較低，所以要達到60度才可以。這個汽車不是出事故被燒壞的，而是人為燒壞的，但是電池仍然是完好的。為何電池會完好？這是2014年我們國家已經做的工作，比方說把電池切掉一大塊，電壓還可以達到3.4伏。穿釘，釘子穿上去以后電壓往下降，幾秒鐘就恢復了，再穿一次釘往電壓下降，但電壓馬上恢復。通過熱箱，外短路都沒有問題，這是2014年的研究情況。

這個是中科院青能所今年的進展，用的體系已經不是法國人的體系，是金屬鋰負極，用的是三元正極，而且是富鎳三元，就是622，它的能量密度比較高，電解質不是PEO的電解質，而是聚碳酸丙烯脂之類的電解質，是我們我國人首先提出來的，現在外國人緊跟著我們做這個工作。這個電池的能量密度可以到250瓦時/公斤，這是穿釘實驗，一下扎了4個釘子。穿刺之前電壓是4.04伏，針扎進去是3.95伏，拔出來是4.04伏，可以看出來電壓是可以恢復的。這張圖扎了5個釘子，藍線是溫度的上升情況，溫度最大上升到70多度，沒有超過今天歐陽說的那個熱失控的溫度，而且最后的兩個釘子沒有拔出來的。紅色線是電壓，可以看出來能夠恢復。這是釘子插入、釘子拔出的情況，電壓在釘子拔出以后是可以恢復的，其他詳細的情況我不講。

另外還做了一些熱箱實驗、擠壓實驗和過充實驗。

固態(tài)鋰離子電池可以看出安全性是好的，為何好？因為局部發(fā)生短路的時候，只是聚合物熔化，熔化以后成為絕緣體，但可以又自愈，自己又可以恢復，即使發(fā)生熱失控，把電池溫度升高了，金屬鋰因為熔化溫度是180度，即使到了180度，鋰被熔化以后，在做電芯留一個空間，金屬鋰可以到預留的地方去，不會著火。

大家可能會問，假如把電池扔到水里會怎么樣？實際上扔到水里以后也不會有問題，原因我已經解釋了。我把最近生物能源所做的工作介紹一下。他們在國家深海基地管理中心做了兩次實驗，一次是8000米的模擬實驗，一次是11000米的深海模擬實驗，這兩次深海實驗都已經通過，沒有問題。11000米是全世界最深的馬里亞納海溝---11034米。因為做深潛的時候，電池是放到水里，也就是在潛水器外頭，不是在潛水器里頭，可以看出在水里是沒有問題的。

講一下中科院寧波材料所有關聚合物的工作。用石墨做負極，用硫化物復合電解質，這個電解質是無機的。用鈷酸鋰做正極，4Ah的電池，能量密度是240瓦時/公斤，常溫循環(huán)500次，容量還有88%多。通過了一系列針刺、過充、短路、強制放電、高溫循環(huán)的實驗。采用的無機氧化物電解質，通過了所有的安全測試，因為這個數據不讓我公布，所以就不好再說了。

結論是固態(tài)電池中不含可燃的液體電解質能夠極大改善電池的安全性，建議大力支持固態(tài)電池的研究、開發(fā)和產業(yè)化。希望在5年之內能夠實現產業(yè)化，但是國家現在支持力度還是很有限的，只支持了一個材料基因的方法來做固態(tài)電池研究，3000萬一個課題，希望在座的各位呼吁一下，能夠支持固態(tài)電池的研究。這是我國鋰離子電池惟一的機遇，假如這個機遇錯過了的話，下面要研究鋰硫電池、鋰空電池也就失去機會了。所以希望大家支持，當然也希望政府能夠大力支持。