中國粉體網(wǎng)訊  固態(tài)電池是公認最具前景的新一代動力電池，目前固態(tài)電池技術處于什么階段,？商用市場已達到怎樣的規(guī)模,？產(chǎn)業(yè)鏈又涉及到哪些領域,？這些問題受到業(yè)內(nèi)人士普遍關注,。 2023年2月21-22日,，由中國粉體網(wǎng)主辦的第四屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會在江蘇常州隆重召開,，會議期間,，我們邀請到了業(yè)內(nèi)專家,、學者,，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客對話欄目，進行訪談交流,。本期為您分享的是中國粉體網(wǎng)對中汽創(chuàng)智科技有限公司黃禎博士的專訪,。

中國粉體網(wǎng)：請問哪一類型的固態(tài)電解質(zhì)更具備產(chǎn)業(yè)化前景？

黃禎博士：從一定程度上來說,，目前的聚合物固體電解質(zhì),、氧化物固體電解質(zhì)、硫化物固體電解質(zhì),，都具有一定的應用潛力,。從市場端來看，聚合物固體電解質(zhì)是最早于車端實現(xiàn)應用,，如法國博洛雷的電動汽車使用的就是聚合物固體電解質(zhì),，但這類電解質(zhì)體系目前只適配于磷酸鐵鋰正極，故而電芯能量密度有限,；目前,，氧化物固體電解質(zhì)在國內(nèi)比較熱門，因為它可以應用于固液混合電池,，也就是半固態(tài)電池,，所以這類固體電解質(zhì)材料比較受國人的追捧；從長遠來看,，硫化物固體電解質(zhì),，因為它的離子電導率很高,，可以和電解液的離子電導率相媲美，同時考慮到其相比于氧化物電解質(zhì)具有更好的加工性能,，對于動力電池應用來說,，硫化物固體電解質(zhì)最具應用前景。

中國粉體網(wǎng)：請您介紹一下中汽創(chuàng)智固態(tài)電池產(chǎn)品的開發(fā)進展情況,。

黃禎博士：中汽創(chuàng)智成立于2020年6月,，固態(tài)電池實驗室落成并投用是在2021年7月以后。在不到兩年的時間內(nèi),，我們在材料端具備了硫化物和氧化物固體電解質(zhì)公斤級/批次的制備能力,，并樂意向行業(yè)內(nèi)的伙伴們提供支持；在電芯端,，目前我們已經(jīng)成功試制了10Ah,、340Wh/kg、~800Wh/L的硫化物全固態(tài)電芯,。后續(xù)我們將繼續(xù)圍繞硫化物全固態(tài)電芯進行開發(fā),，持續(xù)提升其能量密度、循環(huán)性能,、倍率性能等綜合表現(xiàn),，最終推動全固態(tài)電芯在新能源自主品牌上的搭載。

中國粉體網(wǎng)：目前限制全固態(tài)電池商業(yè)化的因素主要有哪些,？

黃禎博士：全固態(tài)電池的商業(yè)化需要分領域來看,，雖然全固態(tài)電芯尚未應用于車端，但已經(jīng)在其它行業(yè)嶄露頭角,。以日本村田制作所為代表的企業(yè),，通過積層陶瓷電容器（MLCC）技術實現(xiàn)了氧化物全固態(tài)電池的量產(chǎn)，但這類全固態(tài)電池的特點是容量做不大,，一般不超過100微安時,，因此無法在車端作為動力電池使用，但是作為一個小型器件在可穿戴終端等領域大有可為,。

針對動力電池應用,，全固態(tài)電池目前來看只有硫化物體系最有希望，但目前硫化物全固態(tài)電芯的商業(yè)化仍然面臨很多困難,。

首先是技術層面的困難,。如硫化物固體電解質(zhì)涂布體系的適配性問題。在硫化物固體電解質(zhì)成膜開發(fā)過程中無法使用傳統(tǒng)動力電池經(jīng)典的PVDF-NMP涂布材料體系,，需要篩選出滿足要求的全新的涂布材料體系,，這是一項較為艱巨的任務。又如硫化物電芯的界面問題,，這需要在電芯設計,、加工及應用環(huán)節(jié)都需要有切實可行的方案妥善解決,。

其次是配套裝備開發(fā)方面尚不成熟。由于硫化物固體電解質(zhì)對水份極為敏感,，對硫化物固體電解質(zhì)制備和應用的環(huán)境及設備要求較高,，尤其是規(guī)模化制備方面尚無成熟經(jīng)驗可供參考,，需要強有力的非標裝備開發(fā)能力支撐,。

最后，成本的制約,。在當前鋰價處于高位的情況下,，硫化物全固態(tài)電芯的成本問題更為突出。但當鋰價回歸理性,，同時硫化物電芯技術有了較大突破的時候,，通過規(guī)模效應一定可以進一步降低材料和電芯的成本。只有將成本降下來,，才有可能實現(xiàn)它的商業(yè)化,、實用化。

中國粉體網(wǎng)：請問硫化物固態(tài)電池界面問題如何解決,？

黃禎博士：界面問題是硫化物全固態(tài)電芯開發(fā)的核心問題之一,。硫化物全固態(tài)電芯除了在材料端需要攻克一些難題,，另外就是工藝端,。工藝端一個突出的問題，實際上就是界面問題,。這個界面既包括電極層里面活性物質(zhì)和硫化物電解質(zhì)的界面,，也包括電極和電解質(zhì)層之間的界面。

針對電極層內(nèi)部的界面問題,，一方面可以通過對正極活性物質(zhì)包覆,、硫化物電解質(zhì)摻雜改性等方式從材料端優(yōu)化，另一方面也可以通過高效混合分散技術從工藝端保證電極內(nèi)部離子導電網(wǎng)絡和電子導電網(wǎng)絡的均勻構(gòu)建或梯度構(gòu)建,。

針對電極和電解質(zhì)層之間的界面,，一方面需要通過篩選合適的溶劑-粘結(jié)劑體系，另一方面需要非標裝備和成膜工藝的控制,，確保膜的表面無明顯瑕疵且致密度較高,。

此外，為了保證界面的長期穩(wěn)定性,，需要在全固態(tài)電芯的測試和使用過程中施加一定的外部壓力,，而這種外壓在車端完全可以通過模組或PACK層級的結(jié)構(gòu)件固定得以實現(xiàn)。

中國粉體網(wǎng)：您如何看待目前市場上的半固態(tài)電池產(chǎn)品,？

黃禎博士：需要說明的是,，無論是半固態(tài)還是全固態(tài)電池,，其最終目的都是在充分保障安全性的前提下提升能量密度。因此,，無論哪種技術路線,，只要在安全性和能量密度方面具備優(yōu)勢，并且在循環(huán)壽命,、倍率,、成本等其它方面也充分符合車規(guī)級需求，一定會得到市場的認可和追捧,。

半固態(tài)電池是基于現(xiàn)有的液態(tài)三元電池,，通過引入氧化物固體電解質(zhì)和其它技術進行改良，其結(jié)構(gòu)也與傳統(tǒng)電池之間差別不大,。因此相較于全固態(tài)電池而言,，半固態(tài)電池路線更易實現(xiàn)，但所帶來的顛覆性也難免有限,。

中汽創(chuàng)智目前主要聚焦于全固態(tài)電芯的開發(fā),。但在氧化物電解質(zhì)的規(guī)模制備與科學應用方面，也具備一定的技術和經(jīng)驗積累,，非常樂意在材料層級支持相關行業(yè)內(nèi)同仁推動半固態(tài)電池的開發(fā)與應用,。

（中國粉體網(wǎng)采訪/初末、文字整理/平安,，經(jīng)黃博士審閱）

注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知刪除！