中國粉體網(wǎng)訊  近日，中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心,、科睿唯安（Clarivate Analytics）以及高等教育出版社在中國工程院聯(lián)合發(fā)布《全球工程前沿2019》報告（以下簡稱“報告”）,。 報告遴選出年度全球工程研究前沿93項和工程開發(fā)前沿94項，并對其中關(guān)鍵的28項研究前沿和28項開發(fā)前沿進行了詳細剖析,。高能固態(tài)鋰電池入選機械與運載工程領(lǐng)域Top 10工程研究前沿,。

目前廣泛應(yīng)用的液態(tài)鋰電池在能量密度、安全性等關(guān)鍵指標已接近極限,，進一步通過材料或工藝改良很難在關(guān)鍵性能上獲得大幅度的提升,，為了滿足未來發(fā)展需要，必須發(fā)展新型儲能器件,。固態(tài)電池因采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機電液態(tài)解質(zhì),，有效避免分子副反應(yīng)的同時匹配高電壓正極，且能選用更緊湊的結(jié)構(gòu)模式,，在安全性和能量密度等方面具有較高的潛在優(yōu)勢,，被認為是最具有顛覆性影響的下一代化學(xué)電源。

報告指出固態(tài)電池前沿技術(shù)主要涉及到表/界面?zhèn)髻|(zhì),、匹配性關(guān)鍵材料,、低界面阻抗制備技術(shù)、全壽命周期性能演化機理等前沿科學(xué)問題,。表/界面?zhèn)髻|(zhì)與界面阻抗是影響固態(tài)電池技術(shù)的關(guān)鍵,，未來主要是針對界面阻抗問題開發(fā)原位分析與表征技術(shù)；高比能匹配性關(guān)鍵材料包括高容量/高電壓正極材料,、高性能固態(tài)電解質(zhì)以及高容量金屬鋰負極,，是現(xiàn)階段需要重點關(guān)注的領(lǐng)域；設(shè)計與材料匹配性的微界面,、低阻抗制備工藝是解決量產(chǎn)化的關(guān)鍵,；全壽命周期內(nèi)電池性能衰減機理、材料體系演化途徑等是固態(tài)電池健康狀態(tài)評估與預(yù)測的關(guān)鍵,。進一步開發(fā)基于長壽命固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)金屬–空氣電池將會是電化學(xué)電源器件研究的終極目標,，其理論容量接近燃油比能密度,，因而將會是未來研究的重點和發(fā)展趨勢。

要實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化還面臨幾個主要挑戰(zhàn)：

1.首先是高性能固態(tài)電解質(zhì),，要滿足倍率條件下的高離子傳導(dǎo)率,，也要滿足制備工藝中的溫和工藝條件以避免對微結(jié)構(gòu)的破壞；基于人工智能材料基因組與機器學(xué)習(xí)的前沿技術(shù)為高性能固態(tài)電解質(zhì)材料的設(shè)計,、開發(fā)提供了高效途徑,，從而摒棄傳統(tǒng)試錯模式下的材料開發(fā)，將會極大地促進固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,。

2.與材料匹配的制備技術(shù)也是關(guān)鍵,，以表/界面?zhèn)髻|(zhì)與界面阻抗為核心的關(guān)鍵工藝與裝備，材料體系,、結(jié)構(gòu)工藝的改變必定需要系統(tǒng)性的改變來匹配制造工藝,，一體化、卷對卷制備工藝是現(xiàn)階段重點關(guān)注的工程技術(shù)方向,。

3.全壽命周期性能演化規(guī)律及其機理尚不明確,，實況下全壽命周期的監(jiān)測耗時太長（>10年），給演化機理的研究帶來巨大挑戰(zhàn),；具有大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)能力的人工技術(shù)的應(yīng)用將會解決全壽命周期內(nèi)的電池性能衰減機理,、材料體系演化途徑。

參考資料：《全球工程前沿2019》

信息來源：中國工程院官網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）