中国科学院物理所博导吴凡：硫化物全固态电池将是主流技术

2023-03-27 19:27

全固态锂离子电池由于其高安全性和高能量密度，被广泛认为是下一代储能器件的关键技术。目前电池企业、车企、投资机构、科研机构等都在积极推进固态电池技术的研发，固态电池产业化进程因此按下“加速键”。

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在16日由EK转轮除湿冠名的“电动汽车&动力电池专场”会议上，中国科学院物理所博导、中国科学院大学教授吴凡发表了“全固态电池关键材料及技术研发进展”的主题演讲。

图：中国科学院物理所博导、中国科学院大学教授吴凡

吴凡介绍，全球范围内固态电池研发不断加速，中、日、韩以及欧美等国家及地区对于固态电池已有明确的指标和期望，和国家级的规划。目前总体处于研发和中试阶段，其中中、日、韩在固态电池开发领域处于领先地位，欧美政府和多家企业寄希望于通过固态电池改变现有动力和储能电池格局，竞争日趋激烈。

但不同的国家和地区对于固态电池的技术路线有很明显的偏向和看好。例如，日本和韩国是持续全面投入硫化物全固态电池的研发，基本上没有任何氧化物路线；中国相对特殊，是全世界唯一一个选择氧化物与聚合物复合的混合固液电解质路线的国家，目前主要有北京卫蓝、江苏清陶、宁波锋锂、台湾辉能四大头部固态电池公司。

欧美主要以Quantum Scape、Solid Power、SES等初创公司研发为主。吴凡表示，这些初创公司的风格也非常接近，基本以快速融资上市为主要目的。

在全固态电池的实现路线方面，吴凡指出，主要有聚合物、氧化物、硫化物三条技术路线，其中硫化物固体电解质由于拥有最高的锂离子电导率和良好的机械性能而成为最有潜力的技术方向之一。

日本、韩国、美国已有企业进行研发布局，但要想真正实现大量生产与应用，硫化物全固态电池仍面临着诸多关键基础科学问题和应用化开发难题。

具体来看，日本是举国发展机制，一直以内阁组织的全国性先进电池项目为主导，目前共有3家汽车公司、5家电池公司、15家化学制品公司、6家研究所和9所大学投入研发。其中丰田目前是世界上拥有全固态电池专利数量最多的公司，其预判到2026年开始硫化物全固态电池的量产。

韩国以三星和LG化学作为杰出代表。三星在去年3月份宣布建设旗下第一个全固态电池实验线“S-Line”，规划在2025年前开发出大型全固态电池电芯和全固态电池电芯，2027年开始量产。

美国是以Solid Power为主要代表，后者的路线途经非常明确，即始终以硫化物全固态电池为核心技术路线。

总的来说，吴凡认为，无论是固液混合还是全固态，固态电池产业的发展趋势是液态锂电池往固态化方向发展，预计在2026年到2030年可能会实现全固态电池突破式的产业化尝试，日韩将处于主导地位，中国当前处于跟进状态，但在固液混合的氧化物固态电池体细分路线上，中国处于领先地位。

而在固态电池产业化的过程当中，形成政府引导、科研院所助力、资本跟进和企业落地的良好生态是势在必行。

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