專家視野
李泓:全固態(tài)電池預(yù)計2020年到2025年上市
當前,電動汽車的發(fā)展引人關(guān)注,業(yè)界對于新能源汽車的前景寄予厚望。作為核心部件的電池,選擇什么樣的正負極材料也備受爭議。在日前舉辦的中國電動汽車百人會2017論壇上,中科院物理研究所研究員李泓向記者表示,全固態(tài)金屬鋰電池應(yīng)當是未來電動車電池的發(fā)展方向,預(yù)計全固態(tài)電池會在2020年到2025年間首批進入市場,但目前還有很多基礎(chǔ)科研問題需要突破。
近來,中、日、美三國政府都提出了動力電池的發(fā)展目標,對于電池能量密度的要求越來越高,也提出了相應(yīng)的發(fā)展指標?!暗绾卧趯崿F(xiàn)超高能量密度指標的同時,兼顧動力電池使用時的安全性、壽命和成本,這是所有研發(fā)人員都必須考慮的問題。”李泓表示。
當前,鋰離子電池提供了一種輕量級的儲能解決方案??茖W(xué)家一般認為,在這種電池中,用固體電解質(zhì)代替常規(guī)的液體電解質(zhì)具有顯著的優(yōu)點,這也就是通常所說的全固態(tài)鋰離子電池。2016年,美國能源部為汽車技術(shù)辦公室提供一筆高達1970萬美元的財政撥款,用來支持研究和開發(fā)先進汽車技術(shù),其中電池項目的資助都是用于支持類固體電解質(zhì)的開發(fā)等。在我國,目前也有很多從事固態(tài)電池研發(fā)的團隊,還有不少企業(yè)也在參與其中。
但是,從全球范圍來看,全固態(tài)鋰電池仍處于實驗室階段。李泓認為,總體而言,目前全固態(tài)鋰電池開發(fā)面臨電解質(zhì)和正負極材料的集成、鋰離子電導(dǎo)率低、金屬鋰電極體積變化等多個方面的挑戰(zhàn)。
2013年,中科院決定啟動相關(guān)“先導(dǎo)專項”,提出要做長續(xù)航的動力電池,通過提升能量密度來延長電動汽車的續(xù)駛里程。中科院物理所、中科院化學(xué)所、中科院寧波材料所、中科院長春應(yīng)化所、中科院上海硅酸鹽所等12家科研單位共同攻關(guān),目前已經(jīng)取得了一定進展,有了不少突破。
“從長遠來看,我們應(yīng)當提高安全性,追求全固態(tài)金屬鋰,逐漸增加固體電解質(zhì)和負極中的鋰含量。目前中國科學(xué)院正在這方面做進一步的開發(fā),力圖兼顧全固態(tài)鋰電池的優(yōu)點和液態(tài)鋰電池的優(yōu)點,希望能夠取長補短,逐步改善現(xiàn)有電池的技術(shù)。”李泓介紹,在世界范圍內(nèi),預(yù)計全固態(tài)電池在2020年左右能夠?qū)崿F(xiàn)小批量產(chǎn),隨著技術(shù)的進步會逐漸進入市場,“當然它可能會先滿足其它領(lǐng)域的應(yīng)用,等其它指標達標以后,再進入動力電池領(lǐng)域”。
李泓還指出,盡管預(yù)期全固態(tài)電池會在2020年到2025年間首批進入市場,但在這個過程中,還有很多的基礎(chǔ)科研問題和科研技術(shù)仍待突破,“從綜合指標上看,目前的研究還遠遠不能滿足動力電池的技術(shù)要求,我們希望一步步往前走,逐步改善現(xiàn)有鋰電池兼顧能量密度和安全性方面的挑戰(zhàn)。”他表示。