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報(bào)告人：朱星寶 合肥國軒高科首席科學(xué)家
以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄：
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo),、各位專家,、各位企業(yè)同行大家好，我是從2006年開始做固態(tài)電池,，對固態(tài)電池有一些自己的認(rèn)識和感覺,，所以今天趁著這個(gè)機(jī)會，利用15分鐘時(shí)間跟大家分享一下,。
一,、鋰電發(fā)展技術(shù)路線
如圖講的是兩條路線，一條是高能量路線,，一條是低價(jià)位路線,。從我的角度來講，感覺未來這兩條路線一定是越來越分裂的,。當(dāng)下一直在追求高能量密度是不是很有必要,？我來到合肥國軒之前是在國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心，我們在內(nèi)部動力電池是一個(gè)部分,，還有智能網(wǎng)聯(lián),，對于整個(gè)新能源汽車各種技術(shù)，我們做過一件事情,，未來新能源汽車究竟肩負(fù)什么樣的任務(wù),？今天的新能源汽車跟燃油車相比,，好像性能上沒有太多創(chuàng)新,，未來可能新能源汽車要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù),、車路協(xié)同技術(shù),，當(dāng)這些技術(shù)都引進(jìn)來之后，會發(fā)現(xiàn)整個(gè)新能源汽車對電量的需求要在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上提升57%,。這是我們內(nèi)部測算的結(jié)果,。就意味著當(dāng)下感覺到電池好像已經(jīng)可以跑得很遠(yuǎn)了，但實(shí)際上如果真的要實(shí)現(xiàn)新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)這些功能之后,，就發(fā)現(xiàn)電池可能也就跑200公里,。我認(rèn)為未來對于新能源汽車電池高能量密度的追求還是存在的，所以高能量密度這一條路線還是有的,。
目前高能量密度已經(jīng)到了280-360Wh/kg的階段,，再往后走可能就是400和500，很多專家講我們往后走,，400,、500承載的可能就是固態(tài)半固態(tài),，實(shí)際上固態(tài)半固態(tài)跟高能量密度根本不相連，兩者之間沒有必然關(guān)系,。固態(tài)和半固態(tài)指的就是電解質(zhì)的固態(tài)化,，它給人的感覺好像很高檔，但是它解決的是安全問題,，它是讓我們的電池更安全,，這是它的歷史使命。如果再附加一個(gè)歷史使命,，我感覺它應(yīng)該是要進(jìn)一步承接下一步鋰金屬的應(yīng)用,。在液態(tài)里，鋰金屬的枝晶問題,、粉化問題等,，從量子力學(xué)計(jì)算角度是不成立的，這個(gè)界面是不可行的,，對于鋰金屬跟固態(tài)界面是有實(shí)現(xiàn)可能性的,，這是固態(tài)電池未來要肩負(fù)的歷史使命。
固態(tài)電池為什么就是高能量密度呢,？大家一直感覺固態(tài)電池很遙遠(yuǎn),，固態(tài)電池什么時(shí)候能夠量產(chǎn)，什么時(shí)候要做,？實(shí)際上現(xiàn)在半固態(tài)電池已經(jīng)量產(chǎn)了,，國軒360Wh/kg的半固態(tài)電池去年已經(jīng)量產(chǎn)了，并且我們現(xiàn)在400Wh/kg半固態(tài)電池已經(jīng)出到B樣了,。所以半固態(tài)電池技術(shù)目前已經(jīng)是很普及了，再細(xì)化,，還有很多技術(shù)已經(jīng)在電池里大量應(yīng)用了,。
半固態(tài)和固態(tài)為什么跟高能量密度結(jié)合呢,？因?yàn)槿绻压虘B(tài)和半固態(tài)應(yīng)用到當(dāng)下體系，比如280和360Wh/kg,，會發(fā)現(xiàn)能量密度是降低的,，可能就變成了200-300Wh/kg,，是降的,。我們也做出來半固態(tài)電池,，發(fā)現(xiàn)很尷尬,，價(jià)格高了，能量密度低了,，它的應(yīng)用場景在哪兒,。所以半固態(tài)電池要做更高能量密度，意味著正負(fù)極材料要用一些更激進(jìn)的材料,，當(dāng)下固態(tài)和半固態(tài)電池面臨的困境,，你說它是固態(tài)電解質(zhì)和界面的問題嗎,？實(shí)際上不是。固態(tài)和半固態(tài)電池當(dāng)下之所以這么難開發(fā),，是因?yàn)樗獞?yīng)用那些當(dāng)下還不成熟的正負(fù)極材料,。正極材料和負(fù)極材料，比如9系的高鎳,、富鋰錳基,、鋰金屬、高硅都不成熟,，本身不是固態(tài)半固態(tài)的問題，本身應(yīng)該是高能量密度電池的問題�,，F(xiàn)在液態(tài)電池里這些問題也沒有解決掉,，只是都把它放到固態(tài)半固態(tài)里而已。
高性價(jià)比的概念,。實(shí)際上這個(gè)概念未來應(yīng)該越來越嚴(yán)重,，去年碳酸鋰價(jià)格在攀升，電池要求降本,，但是去年電池賣得還是不錯的,，今年明顯能感覺到市場上對電池的要求越來越高了,，因?yàn)樾履茉雌嚨匿N量是在壓縮的，傳導(dǎo)到電芯這邊,，電芯感覺到有很大的壓力,，對品質(zhì)和性價(jià)比有了進(jìn)一步的要求。所以這是一個(gè)壓力,。第二個(gè)是我們還要考慮到儲能,，未來儲能對電化學(xué)電池要求很高、量也很大,，但是它的價(jià)格必須下來,，否則不可能在儲能里面大規(guī)模應(yīng)用的。所以這一條路線無論是磷酸鐵鋰也好,，還是鈉電池也好,，一定是未來會很大的方向。
從企業(yè)里分析一些技術(shù)點(diǎn)
1.當(dāng)我19號看到凝聚態(tài)電池技術(shù)時(shí)很開心,，我原來一直對它存質(zhì)疑,，一直覺得這個(gè)東西可以用，但效果并不是特別好,。這次凝聚態(tài)電池出來以后,，突然感覺到這個(gè)東西是有潛力的，就意味著未來我們在半固態(tài)里解決界面問題就應(yīng)該是重要的方向,。
2.鋰金屬,，因?yàn)槟壳霸趪?60Wh/kg已經(jīng)量產(chǎn)了，400Wh/kg已經(jīng)到B樣了,，450Wh/kg已經(jīng)在立項(xiàng),，450-500Wh/kg肯定面對的是鋰金屬或鋰合金。在鋰金屬里全球走得比較靠前的就是SES,，100Ah電池已經(jīng)做出來了,，并且循環(huán)指標(biāo)也是不錯的。它對鋰金屬的處理不是通過單純半固態(tài)或固態(tài)技術(shù),，就是靠高濃度電解液,，高濃度電解液對鋰金屬表面進(jìn)行處理，從而抑制它的枝晶,，進(jìn)一步緩解粉化,。
3.目前國軒半固態(tài)已經(jīng)量產(chǎn)，400Wh/kgA樣已經(jīng)結(jié)束了,，450和500正好在立項(xiàng)研發(fā),，目前硅基負(fù)極從350-400一段一定是采用硅的，無論是氧化亞硅還是純硅，含量肯定是在變化的,，這里硅的膨脹問題是很重要的問題,。
如果真的到了400、500,，鋰金屬是丟不掉的,，到底是采用三維網(wǎng)絡(luò)還是采用鋰金屬的SEI，還是采用其他技術(shù),，還有預(yù)鋰化技術(shù),，以及新型正極材料，因?yàn)橐ＷC高能量密度,，所以這些都是國軒目前在做的,。
衛(wèi)藍(lán)半固態(tài)，從里面提取的技術(shù),，一個(gè)是原位固化,、預(yù)鋰化硅負(fù)極，以及正極的包覆,。贛鋒第一代半固態(tài)已經(jīng)東風(fēng)在跑車,，它的能量密度并不是特別高，但是它的循環(huán)還是可以的,，并且它的第二代馬上就要上車了,，第二代就要達(dá)到350Wh/kg。輝能技術(shù),，輝能一直都是在半固態(tài)電池里深深耕耘,，有好多技術(shù)是值得我們?nèi)ソ梃b的。
全固態(tài),，有很多人認(rèn)為我們目前是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)不了全固態(tài),，所以在做半固態(tài)，半固態(tài)就是從液態(tài)到全固態(tài)的過渡態(tài),，實(shí)際上兩者之間根本不相關(guān),，發(fā)現(xiàn)全固態(tài)技術(shù)跟半固態(tài)技術(shù)分明是兩個(gè)技術(shù)，技術(shù)體系不一樣,、材料體系不一樣,、制備方式不一樣，比如日本和韓國采用的是硫化物,、鹵化物體系,，是完全不一樣的東西。所以半固態(tài)再成熟,，對全固態(tài)也沒有任何技術(shù)支撐和沉淀。
三星這個(gè)給我的啟示很大，它就是在全固態(tài)里怎么啟用銀碳,，通過滲流層實(shí)現(xiàn)鋰金屬的應(yīng)用,，這里還是有點(diǎn)可以挖掘的。
二,、固態(tài)電池的問題根源
在半固態(tài)和全固態(tài)里有很多問題,，更多問題來自于材料：一是電解質(zhì)，現(xiàn)在任何一款電解質(zhì)都有各自問題,。二是固態(tài)電解質(zhì)跟金屬或正極之間都有界面問題,，但是對鋰金屬更明顯。
我們對于正極材料如果真的要設(shè)計(jì)高比能的話,，可能就要到8系,、9系，甚至富鋰錳基,，這里問題會比較大,，所以正極怎么進(jìn)行處理？無論是包覆也好,、單晶設(shè)計(jì)也好,，都是后面要走的方向。
硅極里最典型的就是破裂和膨脹問題,。
對于鋰金屬大家問題比較聚焦,，想跟大家分享的是美國Battery500做了這么多年，鋰金屬問題沒有完全解決掉,。所以這里還是有很多難點(diǎn)的,。
關(guān)于成本。大家一直感覺半固態(tài)成本很高,，從我的角度來講,，300-400半固態(tài)電池跟液態(tài)電池體系相比，成本漲幅就在5%左右,，并不是特別大,。
建議，未來對于固態(tài)和半固態(tài)電池首先要轉(zhuǎn)化思路,，原來大家都感覺可能是高校的技術(shù)走在最前面,，但是當(dāng)下高新技術(shù)對重資本和人員要求投入太高了，單純靠高校是引領(lǐng)不起來的,，所以現(xiàn)在壓力應(yīng)該給到企業(yè),，因?yàn)橐粭l線可能就接近一個(gè)億，所以高校承擔(dān)不起來,，未來應(yīng)該由企業(yè)引領(lǐng),，國家給政策,，來解決共性問題，高校也好,、各個(gè)供應(yīng)商也好分頭來解決問題,。
前一段時(shí)間我跟高校老師開會也在講，大家不要都做到軟包,、做到電池,，因?yàn)楦咝Ｄ茏龅秒姵乜赡芫鸵粌蓚�(gè)Ah，對企業(yè)來說沒有用,，沒有指導(dǎo)意義,，因?yàn)樵谄髽I(yè)里要做到10Ah、100Ah驗(yàn)證,。我們應(yīng)該發(fā)揮各自優(yōu)勢,，先把每個(gè)點(diǎn)攻關(guān)，比如材料里粉碎的問題,、表面包覆的問題,，先把各個(gè)點(diǎn)攻關(guān)好，然后集合到企業(yè)里一起把整個(gè)電池做起來,。
謝謝各位,！
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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