中國粉體網(wǎng)訊 固態(tài)電池是目前公認(rèn)最具前景的新一代動力電池,， 目前固態(tài)電池技術(shù)處于什么階段,？商用市場已達(dá)到怎樣的規(guī)模？產(chǎn)業(yè)鏈又涉及到哪些領(lǐng)域,？這些問題受到業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)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(guān)鍵材料技術(shù)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(xué)者，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客對話欄目,，進(jìn)行訪談交流,。
前言：全固態(tài)鋰電池由于其高安全性和高能量密度被廣泛認(rèn)為是下一代儲能器件的關(guān)鍵技術(shù)，而在實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的聚合物,、氧化物,、硫化物三條技術(shù)路線中，硫化物固態(tài)電解質(zhì)由于擁有最高的鋰離子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械性能而成為最有潛力的技術(shù)方向之一,。
但硫化物固態(tài)電解質(zhì)也存在著空氣穩(wěn)定性差,、本身電化學(xué)穩(wěn)定性差、與正極界面兼容性差等問題以及成本問題等,。
此次,，中國粉體網(wǎng)邀請到了中科院物理所吳凡研究員做客“對話”訪談欄目，帶我們深入了解硫化物全固態(tài)電池的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題和應(yīng)用化開發(fā)挑戰(zhàn),，并介紹其團(tuán)隊(duì)在此領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展,。
吳凡,，中科院物理所博導(dǎo)，中國科學(xué)院大學(xué)教授,，兼任共青團(tuán)常州市委副書記,。
研究方向：（1）高能量密度鋰（離子）電池材料、電芯研發(fā),；（2）硫化物全固態(tài)/固態(tài)鋰（離子）電池材料,、電芯研發(fā)；（3）正負(fù)極材料與固態(tài)電解質(zhì)界面處理,；（4）鋰電池失效分析,；（5）先進(jìn)材料表征與分析；（6）全固態(tài)電池,、電解質(zhì)產(chǎn)業(yè)化,。
粉體網(wǎng)：目前國內(nèi)的半固態(tài)電池已經(jīng)初步產(chǎn)業(yè)化，它們基本上都是基于氧化物固態(tài)電解質(zhì),，而國外研究側(cè)重于硫化物固態(tài)電解質(zhì),，您認(rèn)為造成這種分歧的原因是什么？
吳凡研究員：日本跟韓國作為液態(tài)鋰離子電池的傳統(tǒng)強(qiáng)國,，他們實(shí)際上在20年前就開始布局全固態(tài)電池的研究,，并且在硫化物全固態(tài)電池方面有非常深的積累。我國在全固態(tài)電池方面的研究工作也開始的很早,，但是沒有像日本與韓國這么大規(guī)模的投入與布局,。在硫化物全固態(tài)電池的研究方面相對于日韓來說，還是有一定的差距,。
但是在產(chǎn)業(yè)化工藝和進(jìn)程方面，我們國家走在了全世界的前列,。在液態(tài)鋰離子電池固態(tài)化的全球趨勢下,，做固液混合電池目前來說還是最接近實(shí)際可行的一條產(chǎn)業(yè)化路徑。所以我國像衛(wèi)藍(lán),、清陶,、鋒鋰等一系列的企業(yè)都在大力推進(jìn)氧化物固液混合電池技術(shù)。而硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)還有待于基礎(chǔ)原理上以及基礎(chǔ)科學(xué)研究成果的積累,，相對于氧化物固液混合電池體系來說會慢一些,，時(shí)間上會久一些。
所以這也是一個比較大的區(qū)別吧,。日韓在氧化物固液混合電池上面,，相對來說布局較少，主要關(guān)注點(diǎn)還是硫化物全固態(tài)電池,。并且預(yù)判在2026年以后,，會有產(chǎn)業(yè)化的,、量產(chǎn)的全固態(tài)硫化物電池體系。
粉體網(wǎng)：國外基于硫化物固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池研究起步較早,，尤其是日本,，像豐田之類的。他們在專利層面上也已經(jīng)搶先布局,，您認(rèn)為我國想要發(fā)展硫化物固態(tài)電池是否會因此受限,？
吳凡研究員：日韓掌握了大量的專利，這個對于我國的硫化物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化肯定有一定的限制,。但是不只是我們,，無論世界上哪個國家想要推進(jìn)硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，都需要擁有自己的核心專利,。我們認(rèn)為,，無論哪家公司，他首先要確保自己在知識產(chǎn)權(quán)方面的一個積累工作,，然后有專利來保護(hù)自己的生產(chǎn)材料以及全固態(tài)電芯制備當(dāng)中各方面的關(guān)鍵技術(shù),。
粉體網(wǎng)：日本的產(chǎn)官學(xué)合作體制由來已久，在該體制下,，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)聯(lián)合38家企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)固態(tài)電池,，其中超過一半企業(yè)是材料企業(yè)，您認(rèn)為我國在此等協(xié)作方面存在哪些不足,？
吳凡研究員：日本NEDO組織的確有聯(lián)合38家研發(fā)機(jī)構(gòu)一起來推進(jìn)硫化物全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化,，這里面包括汽車公司像豐田、本田,、尼桑,，化學(xué)制品公司像出光興產(chǎn)、三井金屬,，還有日立造船,、松下等等一系列企業(yè)。他們的確是舉國體制在做硫化物固態(tài)電池,。
我們國家其實(shí)也有類似的機(jī)制,，但不是以這種形式。我們國家有科技部的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,，以及軍委和自然科學(xué)基金委的一些國資的基金重點(diǎn)項(xiàng)目等等,。這些項(xiàng)目都會有明確的主題，比如說是推進(jìn)高能量密度或者說是全固態(tài)電池體系,。通過這種國家級的項(xiàng)目聯(lián)合一大批科研機(jī)構(gòu)和企業(yè),，一起來實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化，或者說是從研發(fā)往產(chǎn)業(yè)化推進(jìn),�,？赡軉蝹�項(xiàng)目從體量和規(guī)模上來講不及NEDO組織這么龐大,，但是對于每一個項(xiàng)目，比如說從十四五規(guī)劃以來,，2021年以來,，科技部的重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，分門別類在各個專項(xiàng)當(dāng)中都會有至少6個到10個單位聚合在一起,，圍繞同一個目標(biāo)來推進(jìn),。
所以，我覺得從中國跟日本本身國情上的差異,，或者說是固態(tài)電池發(fā)展的程度上來講,，這種協(xié)作會有規(guī)模上、體量上的不同,。但是大家做全固態(tài)電池的這個目標(biāo)和決心還是比較一致的,，并且都有國家層面來主導(dǎo)的研發(fā)項(xiàng)目，來推進(jìn),、聚焦硫化物全固態(tài)電池,。在這種情況下，只是時(shí)間和趨勢的問題,，不久的將來應(yīng)該會有全固態(tài)電池真正的落地,。
粉體網(wǎng)：就產(chǎn)業(yè)化來講，在目前研究的硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料中,，您認(rèn)為最有發(fā)展可能性的是哪種材料體系,？
吳凡研究員：現(xiàn)在硫化物固態(tài)電池體系其實(shí)也比較明確，在各個性能指標(biāo)上有優(yōu)勢體系,。例如空氣穩(wěn)定性方面,，鋰錫硫體系是最穩(wěn)定的材料；在高離子電導(dǎo)率方面,，是鋰硅磷硫氯和鋰鍺磷硫晶體結(jié)構(gòu)的硫化物材料,；在綜合性能、電化學(xué)穩(wěn)定性方面,，是硫銀鍺礦Li6PS5Cl材料。所以,，應(yīng)用于不同的場景會有不同的需求,，我們針對不同的客戶需求完全可以定制化的開發(fā)。
剛才講到的這幾個是比較重要的指標(biāo),，那么應(yīng)用于全固態(tài)電池比如說它的循環(huán)穩(wěn)定性,、長壽命等等，包括界面穩(wěn)定性,，這些都是硫化物材料需要考量的主要的點(diǎn),。在我們產(chǎn)業(yè)化的過程當(dāng)中,，肯定要針對不同的應(yīng)用場景和性能，然后以不同材料去放大,，供給不同的下游廠商去挑選和使用,。
粉體網(wǎng)：前段時(shí)間，網(wǎng)上報(bào)道您與字節(jié)跳動合作開展全固態(tài)電池項(xiàng)目,，您能簡單介紹一下項(xiàng)目內(nèi)容嗎,？
吳凡研究員：我們跟字節(jié)跳動的合作其實(shí)有多項(xiàng)工作，其中有一篇已經(jīng)發(fā)表在《Advanced Materials》系列期刊上面,，也引起了廣泛的關(guān)注,。但實(shí)際上我們跟字節(jié)跳動還有多項(xiàng)工作還沒有發(fā)表，目前在審稿或者投稿的過程當(dāng)中,。
我們跟字節(jié)跳動的合作圍繞著硫化物全固態(tài)電池,，在實(shí)驗(yàn)證據(jù)或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累的過程當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)了一些新的材料體系,，或者新的材料性能,，在全固態(tài)電池當(dāng)中的應(yīng)用。然后我們會將這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與字節(jié)跳動討論,，請他們幫我們做計(jì)算方面的輔助配合與理論的支撐,。通過我們和字節(jié)跳動良性互動，共同將硫化物固態(tài)電池材料或者說全固態(tài)電池當(dāng)中的一些基礎(chǔ)科學(xué)問題理解清楚,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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