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人物〡陈立泉院士：解决续航/安全难题 发展固态电池成为趋势
高工导读：把发展动力电池作为一个长期战略，实现新能源车市场产销的可持续增长，中国动力电池赢得全球话语权的时间将不远矣。 新能源汽车快速发展有两个问题，一个是续航里程，一个是安全。 近期的问题我想说硅碳负极现在很多企业都在做，第一个专利是物理所申请的，这是全世界认可的，我们希望能够用上，所以我们从500毫克纳米硅，到500公斤去年用了17年的时间。 而从实验室的文章到产业化是有相当长的距离，我希望以后不要再出现17年的时间，希望能够架起一座桥梁，就是实验室和企业能够怎么样对接。 但是现在突然国家这么一个指标，一定要有三元材料，所以现在企业做原材料公司都宣称可以做三元材料，但是三元材料有问题，所以要完成这个指标也不是那么容易的事情，所以这是近期的一个工业。 除了近期的工作应该现在开始考虑中期和长期的，负极只能用金属，用金属锂电做负极，正极的话可以含锂，也可以不含。 那么另外锂硫电池肯定是目前也在考虑，那么下一步使用的话可能比较快一点，然后再下一个是锂空气电池，锂空气电池，金属锂做负极，固体电解质。
为了解决这个安全性的问题，也是有很多办法，安全性跟容量有关系，容量越大，安全性越差。这个安全性的指标比较高，它的电压是2V，充电可以充到更高一点，那么电压越高，安全越差。 另外个改善安全性就是固态电池，它的电解质也两种，一种是聚合物，另外一种无机材料。特别是我要强调聚合物，现在有人说做成世界上第一个固态电池，它不是聚合物，它里面是含了液体的。 同时，要考虑锂硫电池，锂硫电池一个问题就是中间产物是多硫化物，由于穿梭效应达到金属锂负极使之失去活性。 解决方案是采用固体电解质，还有一个锂空气电池是开放体系，空气电池是开放的，开放的空气里头有水分，有二氧化碳，如果说是用液体电解质的话，吸到水肯定不行，如果二氧化碳马上形成碳酸锂，碳酸锂就沉淀，所以一定要用固态电解质。 博世公司2015年做了一个预判，能量密度是现有产品的两倍以上，成本更低，一辆用目前的电池只行驶100迈，用固体电池后可行驶200迈。丰田2020年要开始销售全固态电池的电动车，那么据说，充电时间可以减少，但是我一直没查到，它的电池体系，它计划2020年开始销售，现在应该已经开始在研究了。 那么固态电池用的固体电解质目前有两大类，一大类无机的，一类是高分子类的。 还有两种材料，一个是反钙钛矿，现在也建了一个团队，它的电导率比锂硫低。这有个问题，就是钛是要变色的。 所以有人说，这个材料在锂的固体电解质里面没法用，但是，这个材料并不排除可用。 那么目前还有一种是磷酸盐的材料，这是我们目前实验室正在研究的工作，所以这五类材料可以用的，应该说这五类材料里头有我们中国人的贡献，还是值得欣慰的一件事情。 聚物电解质有很重要的优点，机械强度、柔性，容易加工，特别是可以加工成薄膜，高分子材料PEO，锂盐，用的固体材料就是磷酸锂氯，混起来以后，做成这种薄状的东西，这个是实物，有柔性的，这是文献里头的工作。 如果用它来做个固体电池的话，是金属锂做负极，正极材料是用的磷酸铁锂，它包了碳。 这是国外几个工作，一个用薄膜做，这个是固体电解质是非晶态的，这是氧化硅、氧化锂，可以买得到的，这个是例子，循环已达三万多次，就是薄膜电池应该说是还是可以的。 博世公司收购的这家公司叫CEEO，它的电子样品是38瓦时的，每公斤是200瓦时，并不是很多，他的输出电压是3.42V，希望预计2017年能够做到每公斤300瓦时。 这是日本的第一个全固态电池，它是用钴酸锂做正极，硫化物做电解质，石墨做负极。这是韩国的，也是用的硫化物，负极也是石墨类。 法国的这款车的电池就是刚才说的用金属锂做负极，磷酸铁氯做负极的，电池Pack是100瓦时。 这是我们物理所做的一个固态电池的一个大体情况，我们的思路是尽量利用现有固体锂离子电池的设备、工艺来做固态锂电池，这是所用材料的情况，这是薄膜，这是它的能量密度，从310-390瓦时每公斤，到800-900wh/L，这是电池的情况。 这个是另一个研究所做的，他们做新能源材料，一种新的电解质PPC，能量密度可以做到每公斤250瓦时，五次穿针没有事故。它在海事上已经应用了，最近他们把它用到一个桩子做深海实验，深度超过7000米，其中6次超过10000米，所以我国是世界第二个国家能够做出在深海应用的固态电池，第一个大家都知道是日本。 所以这个工作好像在中央台也报道了，所以不详细讲了，我想今天的介绍情况就是这样，我希望，固态电池能够极大的改善安全性能量密度大大提高，支持固态电池研发和产业化，锂电池产业从跟跑到领跑，发展共享EV，促进EV推广应用。（文章来源：网易） [责任编辑：admin]
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