基于安全和能量密度上的優勢，固態電池已成為未來鋰電池發展的必經之路。從液態到全固態，電池技術革新的大幕即將拉開，下一代電池技術升級路如何走？固態電池是動力電池的下一個風口嗎？

固態電池技術、智能裝備與市場應用研討會現場

固態電池技術、智能裝備與市場應用研討會與會代表合影留戀

電池百人會-電池網2月27日訊（陳語巒水圖文直播）產能的遲鈍與技術的困頓是阻礙新產品走向市場化推廣的兩座大山，考驗著企業的生存能力。后補貼時代，作為全球新能源汽車及動力電池最大的產銷市場，產能已不是桎梏，但面對終端消費市場高續航高安全的需求，現有液態鋰電池材料體系，想要在保障高安全性能的前提下，實現350Wh/kg以上能量密度，幾乎不可能。

基于安全和能量密度上的優勢，固態電池已成為未來鋰電池發展的必經之路。在此背景下，政府開始力推新型鋰離子動力電池研發和產業化，鼓勵企業加大投入研發固態電池等新型電池。國內外企業也開始聚焦固態電池，涉足固態電池研發，甚至開始商業化試水。

從液態到全固態，電池技術革新的大幕即將拉開，下一代電池技術升級路如何走？固態電池是動力電池的下一個風口嗎？國內企業如何搶占固態電池技術專利先機？固態電池的核心材料及技術工藝瓶頸在哪？智能裝備如何適應固態電池行業發展需要？固態電池的市場應用空間與潛力有多大？

2月27日，由電池網、電池百人會、中關村新型電池技術創新聯盟聯合湖南省寧鄉市人民政府、寧鄉高新技術產業園區管理委員會、湖南省先進電池材料及電池產業技術創新戰略聯盟共同舉辦的固態電池技術、智能裝備與市場應用研討會順利召開，來自產學研各界的精英新年首聚湖南寧鄉，懷著對新電池技術的美好期待，共議固態電池專利掌控、技術瓶頸、配套裝備、市場應用等，探索下一代電池技術前行之路。

鋰電池未來發展必經之路

寧鄉高新區黨委工委副書記、管委會主任蘇繼桃主持上半場會議

中關村新型電池技術創新聯盟秘書長、電池“達沃斯”組委會秘書長于清教開場致辭

中關村新型電池技術創新聯盟秘書長、電池“達沃斯”組委會秘書長于清教研討會開場致辭時表示，“本次研討會舉辦地——寧鄉政府有一支熱情、敢于當擔、具有正能量、執行力強的團隊，一直保持著對新技術的敏感性和行動力，并且新能源電池產業集聚效應已形成。2016年第4屆中國（湖南·寧鄉）鋰電新能源產業國際高峰論壇就在寧鄉高新區舉辦，三年后再次來到寧鄉，在此召開固態電池技術研討會，可謂天時地利人和！”

寧鄉市市長付旭明

寧鄉市市長付旭明補充說，寧鄉高新區已經形成了完整的鋰電產業鏈閉環，全面覆蓋了上游礦產資源加工、正負極材料、電解液、隔膜材料及鋰電設備制造，中游鋰離子電池，下游數碼產品、基站電源、特種航天器件、新能源汽車和下游鋰電池回收等。

寧鄉高新區黨工委委員、管委會副主任劉穎

寧鄉高新區黨工委委員、管委會副主任劉穎介紹，寧鄉高新區正在打造中國（金洲）鋰電谷，規劃到2025年建成總規模10萬噸三元前驅體、10萬噸正極材料、30Gwh動力電池、10億平方米的電池隔膜材料，總產值1000億元以上的儲能材料產業。

中國科學院電工研究所儲能技術研究組組長/研究員陳永翀

“僅僅通過外部滅火裝置進行儲能鋰電池的安全保護，是遠遠不夠的，未來必須開發顛覆性的電池結構技術和安全維護技術，從電池內部徹底解決電池的安全問題，確保儲能電池的安全運輸和儲能電站的安全運行。”中國科學院電工研究所儲能技術研究組組長/研究員陳永翀表示，有機系鋰離子電池的安全性問題較為突出，目前總體而言處于安全及格線上下的水平，有待技術突破；固態電池不含易燃的電解液，因此具有極高的安全性，在未來實現量產后有可能會首先應用到高安全要求的某些特殊場景。

北京大學新能源材料與技術實驗室主任/博士生導師/國務院特殊津貼專家其魯

“從液體過渡到固體，電解質的物理性能還需要改善，什么時候能進入全固體電池時代？我想可能3-5年，也可能5-8年，但可以肯定的是，固體電池時代一定會到來。”北京大學新能源材料與技術實驗室主任/博士生導師/國務院特殊津貼專家其魯建議，“中國鋰電池的研發及制造業應該高度關注下一代鋰電池技術導致的的鋰電池無隔膜、無電解液、無碳負極等問題。”

合肥工業大學化學與化工學院副院長張衛新

在合肥工業大學化學與化工學院副院長張衛新看來，針對新型化學儲能技術領域對高安全性、長壽命鋰二次電池的發展需求，發展大容量全固態鋰電池前沿技術刻不容緩。電解質材料是全固態鋰離子電池技術的核心，電解質材料很大程度上決定了固態鋰電池的各項性能參數，如功率密度、循環穩定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。全固態鋰離子電池相對于傳統的鋰離子電池最明顯的變化是其電解質由原來的電解液變為了固態的電解質，使得電池體積大大降低，能量密度也得到提升。

中國國際金融股份有限公司研究部副總經理李璇

中國國際金融股份有限公司研究部副總經理李璇預計，鋰電池未來發展之路預計將經過以下階段：2020年前采用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg。

2021或將成為固態電池元年

翔說汽車創始人、清華學堂講師、工信部培訓中心汽車專家張翔

“日本是固態電池領域的第一集團軍，中國、韓國、美國在固態電池領域的研發同處于第二梯隊，美國主要以初創公司為主。”翔說汽車創始人、清華學堂講師、工信部培訓中心汽車專家張翔介紹了固態電池的市場格局，他表示，日本擁有固態電池專利916件，占比接近一半，領先優勢明顯；美國和中國分別以398件和362件的專利數位居第二、第三。同樣，在全固態電池專利方面，日本也具有明顯的優勢：豐田擁有固態電池專利252件，數量遠超其他車企與電池企業；同時，日本其他消費電子及汽車零部件企業如富士、村田制造所、松下也在固態電池領域有廣泛布局。中國的固態電池研發則以高校科研院所為主，在固體鋰電池方面論文數量占據第一位。國內在進行固態鋰電開發的企業包括CATL、贛鋒鋰業、珈偉股份、江蘇清陶能源、臺灣輝能、中航鋰電、比亞迪、萬向、威馬汽車等。

北京衛藍新能源科技有限公司資深工程師李久銘

中國自1965年就開始研究全固態電池，新一輪固態電池研發熱潮從2011年開始，但在北京衛藍新能源科技有限公司資深工程師李久銘看來，“混合固液電解質電池及全固態電池的研發需要原創的系列解決方案，難度不低于液態鋰離子電池，并非短期內能迅速突破，需要扎實持續的基礎研發，目前還沒有企業展示兼具高能量密度、高安全性的大容量全固態動力鋰電池。”

值得注意的是，今年1月份，新造車勢力福建天際汽車制造有限公司已展出國內首款以固態電池作為動力來源的新能源樣車——天際ME7，并表示固態電池將于2021年批量生產并裝車上市。

福建天際汽車制造有限公司副總裁姜辛

天際汽車副總裁姜辛在本次研討會上預計，2019年將是固態電池起步年，滿足車用技術要求的固態電池小批量面世，部分技術領先主機廠會率先搭載應用研究；2021年將成為固態電池元年，固態電池比能量達到290Wh/kg，接近高鎳三元體系，但安全性非常好，即2021年會開始小批量應用；2021-2025年則進入市場培育期，電池能量密度從300Wh/kg達到400Wh/kg，屆時普通的純電動轎車的里程達到300-500公里，這期間固態電池會獲得一部分車用電池市場；2030年有望步入市場成熟期，預計固態電池大規模產業化，單體電池比能量有望沖擊500Wh/Kg，常規的性價比車型應該可以達到500公里以上。

固態電池技術難題待解

但是，全固態鋰離子電池目前也面臨著挑戰，包括離子電導率低、界面阻抗大、制備成本高等。

浙江長興中俄新能源材料技術研究院院長王慶生

浙江長興中俄新能源材料技術研究院院長王慶生具體介紹說，固態電池目前擁有很多的技術體系，包括硫化物、氧化物、薄膜以及固態聚合物，但在密度領先的優勢下，都存在一些需要解決的問題：薄膜和固態聚合物技術有“高成本”和“低導電率”兩個致命問題；氧化物本身很穩定導致“脆性”很高，對生產的要求也就更高，同時導電性也并不具備優勢；豐田一直是專注于硫化物固態電池技術的開發，但硫化物本身活性很高，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。“因此，全固態電池離產業化還存在很大的距離。”王慶生建議，可以多研究準固態電池（固液混合電解質），解決阻抗、熱穩定性等問題。

太原理工大學副教授、山西省新能源材料與技術重點實驗室成員張鼎

太原理工大學副教授、山西省新能源材料與技術重點實驗室成員張鼎認為固態電池存在問題主要是電極與固體電解質接觸界面存在其他類型的離子擴散（Co、S、P等）。此外，電極與電解質之間存在化學勢的差異影響了Li+遷移行為，空間電荷層的形成進一步阻礙了離子傳遞。

對此，張鼎提出了優化電極和固體電解質界面的方法：一是氧化物（離子導體、電子絕緣）包覆：如利用Li4Ti5O12、LiNbO3、Al2O3、Li3PO4、BaTiO3納米顆粒等作為LiCoO2的包覆層及其與固體電解質的緩沖層。二是降低活性材料粒徑，或引入粘結劑輔助界面接觸。

中南大學化學化工學院教授/化學電源與材料研究所副所長劉洪濤

中南大學化學化工學院教授/化學電源與材料研究所副所長劉洪濤建議，可以從以下幾個方面來改善固態電池性能：構筑具有更多相鄰四面體骨架結構的鋰離子通道、在不破壞結構的基礎上適當增加配體組成離子的半徑以降低鋰離子遷移活化能、優化組成元素比例或部分元素取代可使電導率發生數量級變化、利用柔性固體聚合物電解質填充正極/電解質界面空隙等。

固態電池技術、智能裝備與市場應用研討會討論環節

固態電池市場會以怎樣的方式點燃？我們拭目以待！