陳立泉院士：中國固態(tài)電池有望在2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

時間:2019-12-13 21:49來源:先進電池與材料聯(lián)盟 作者:綜合報道
點擊: 次
     “從目前的情況來看，國內(nèi)成立的固態(tài)電池公司有5、6家了。他們也都在往產(chǎn)業(yè)化走，應(yīng)該說還是產(chǎn)業(yè)化的初期階段。我認為在2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的可能性還是非常高的。”
 
       陳立泉，著名功能材料學(xué)家，中國工程院院士，先進電池與材料產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟名譽理事長。主要從事鋰電池及相關(guān)材料研究，在中國最先研制成功鋰離子電池，解決了鋰離子電池規(guī)模化生產(chǎn)的科學(xué)、技術(shù)與工程問題，實現(xiàn)了鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化。近年來，開展了全固態(tài)鋰電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、室溫鈉離子電池等研究，為開發(fā)下一代電池奠定了基礎(chǔ)。曾獲國家自然科學(xué)獎一等獎、中科院科技進步獎特等獎和二等獎，2007年獲國際電池材料協(xié)會終身成就獎。
 
       記者于ICEnSM2019會議期間對陳院士進行了專訪，以下為專訪實錄
       固態(tài)電池實際上不是現(xiàn)在新有的概念，在我進入到這個領(lǐng)域的時候，就是固態(tài)電池剛起步的時候。1976年，我受科學(xué)院的派遣到德國，西德斯圖加特馬普協(xié)會的固體所去進修，當(dāng)時全所都在做一種材料——氮化鋰，分子式是Li3N。當(dāng)時我是學(xué)晶體學(xué)專業(yè)的，從事晶體生長的工作。全所都要這個晶體，我就感到奇怪，氮化鋰有什么用？
 
       當(dāng)時的同事告訴我，氮化鋰的用途很大，它是離子導(dǎo)體，可用來制造開汽車的固體電池。這一句話把我吸引住了，我想既然是這樣，我為什么不去學(xué)這個？后來經(jīng)過科學(xué)院同意，我就改行到固態(tài)電池方向來。
 
       在德國一共度過了一年零八個月，在這期間，有兩個人對我進入到固態(tài)電池研究領(lǐng)域起了非常大的作用，一位是從斯坦福大學(xué)去固體所學(xué)術(shù)休假的R.Huggins教授，一位是剛在他實驗室做完博士后的W.Weppner博士。
 
       所以，1976年我就已經(jīng)進入到固態(tài)電池領(lǐng)域了，在1978年回國后，我立即向科學(xué)院以及科技部提交報告，請求國家關(guān)注、重視固體電解質(zhì)材料領(lǐng)域。后來，科學(xué)院連續(xù)三個五年計劃里，固態(tài)電池都作為一個重點課題。
 
       在后來實行的863計劃，固態(tài)電池也在其中。所以就固態(tài)電池來說，中國人起步時間并不比國外晚，我們在這方面是有一定基礎(chǔ)的。
       我認為新能源汽車快速發(fā)展有兩個問題，一個是續(xù)航里程，一個是安全�，F(xiàn)在無論是電動汽車還是儲能，鋰離子電池都存在一個安全問題：液體電解質(zhì)的可燃性。所以無論儲能或電動汽車，想要安全首先要解決液體電解質(zhì)的可燃問題。
 
       另外從續(xù)航的角度來講，能量密度要提高，才能解決電動汽車的續(xù)航里程問題。有人說續(xù)航里程長不節(jié)能，我認為這句話是片面的。這句話適用于電池能量密度不高的情況。
 
       舉一個形象的例子，如果電池的能量密度是100Wh/kg，續(xù)航里程為500公里，自然會裝的多一些。電池裝的多，整車的重量就增加了，重量增加摩擦力就增加，這肯定是不節(jié)能的。但如果把能量密度提高，從100Wh/kg提高到300Wh/kg，那同樣開500公里，只需要之前1/3的電池就可以了。
 
       但能量密度想要提高，還是有很多問題存在�，F(xiàn)有的鋰離子電池，只能是正極用高鎳的三元材料，負極用硅碳負極，這個做300Wh/kg應(yīng)該是沒問題的，但如果要想進一步再提高，達到500Wh/kg甚至更高的水平，就很吃力了。所以目前來看，現(xiàn)有的鋰離子電池面對的挑戰(zhàn)還是不小的。
       我覺得應(yīng)該會，固態(tài)電池的電解質(zhì)是固體材料，兩個電極正負極都是固體材料，它沒有燃燒的問題，也就沒有爆炸的問題。
 
       但是不是金屬鋰做負極就那么安全？百分百的不會出問題，也很難說。因為鋰本身是個比較活潑的金屬，要解決固態(tài)電池的一些問題，還是需要投入時間探索和研究，比如“枝晶生長”的現(xiàn)象。
 
       所謂枝晶就是充放電的時候，充電時部分鋰變成離子通過電解質(zhì)跟正極反應(yīng)，放電的時候這些鋰離子再回去，沉積在金屬鋰的表面，我們知道沉積理想的狀態(tài)是均勻平行的。但電池是一個大的表面，如果電場很均勻，沉積自然很均勻，一旦電場不均勻，或熱量分布不均，可能造成某些部分凸起來。一旦發(fā)生凸起，越向外凸的部分就越容易沉積，這樣逐漸循環(huán)，生長出來的枝狀晶體就是枝晶。
 
       枝晶的產(chǎn)生，有可能把固體電解質(zhì)穿透。穿透固體電解質(zhì)，就會跟正極發(fā)生短路，這可能也會有安全問題的存在。但由于固態(tài)電池沒有液體電解質(zhì)，不會燃燒，也就不會起高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)。
 
       現(xiàn)在的液體電解質(zhì)，只要發(fā)生短路或其他事故，正負極一碰，溫度就會迅速升高。溫度升高的話，會發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，就會出現(xiàn)很多問題，甚至?xí)a(chǎn)生一些原有系統(tǒng)中沒有的問題，可能伴有劇毒。
 
       固體電解質(zhì)雖然有這方面的好處，但不能說一點問題沒有，如何不讓固態(tài)電池產(chǎn)生枝晶，是目前大家都在研究的事情。
       早在2010年，我在北京鋰電的論壇說中國鋰電如何突圍？當(dāng)時我顯示了一個世界市場占有率的曲線的變化情況，日本本來是百分百的的占有率，但一直下滑，到2010年我做報告的時候，日本快要下滑到韓國人的市占率曲線的下面了。韓國人是一直往上升的，當(dāng)時中國的市場占有率還處于緩慢上升階段，比日本低不少。所以當(dāng)時我就提出這個問題，中國鋰電如何突圍？
 
       當(dāng)時我很著急，提出看法后，CATL董事長張毓捷先生就來向我咨詢。他信心十足的說:鋰電突圍從CATL開始。恰逢當(dāng)時我國要實行補貼政策，在我發(fā)表完演講后沒多久，中國鋰電池開始蓬勃發(fā)展，經(jīng)過了4年時間，中國的動力電池世界市場占有率就已經(jīng)超過了韓國，處于世界第一，就代表著突圍成功。
 
       但現(xiàn)在面臨一個問題，新能源汽車正在退補，補貼浪潮褪去后，會不會有可能被韓國、日本再反超，是我們都需要重視的一個問題。退補就等于世界各國站在了同一起跑線，大量的鋰電池品牌將進入到我國，無論是韓國、還是日本，都對本土電池企業(yè)產(chǎn)生了一定的壓力，這也是需要本土企業(yè)打起精神來應(yīng)對的狀況。
 
       現(xiàn)在我國鋰電池產(chǎn)業(yè)，算是并跑狀態(tài)。從跟跑到并跑，再到領(lǐng)跑，需要經(jīng)歷很長的時間，可能會經(jīng)歷一些曲折。未來我預(yù)測，我國的電池企業(yè)一定可以成為“領(lǐng)跑者”。
       我在五年前，提出一個觀點：固態(tài)電池要用5年時間實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，也就是2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
 
       從目前的情況來看，國內(nèi)成立的固態(tài)電池公司有5、6家了。他們也都在往產(chǎn)業(yè)化走，應(yīng)該說還是產(chǎn)業(yè)化的初期階段。我認為在2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的可能性還是非常高的。
       我覺得恰恰相反。對于固態(tài)電池，我希望不要完全甩掉現(xiàn)在的鋰離子電池，最好在鋰離子電池的基礎(chǔ)上進行改進，這樣發(fā)展起來會很快，也會很順暢。而且從目前的形勢來看，我們也需要做這方面的工作。
 
       雖然現(xiàn)在看多種電池并舉，都有自己的優(yōu)缺點，但未來一定是固態(tài)電池的天下。目前日本、韓國以及歐美國家都在著手發(fā)展固態(tài)電池，想在未來固態(tài)電池市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，形勢刻不容緩。
       1991年的時候，SONY宣布鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化，這在當(dāng)時震動相當(dāng)大，因為當(dāng)時它的鋰離子電池各方面性能都不錯，這樣國內(nèi)肯定是要跟跑的。
 
       當(dāng)時我有機會去參觀SONY，看到了它整個生產(chǎn)線，相當(dāng)震撼。當(dāng)時的SNOY生產(chǎn)線自動化程度就非常高，18650圓柱形電池的檢測基本實現(xiàn)了自動化，哪個部分沒焊好，都能一目了然。分檢也相當(dāng)嚴格。做極片的生產(chǎn)線，大概只有一兩個人，而我們的工廠當(dāng)時一條生產(chǎn)線是有很多人的。
 
       雖然當(dāng)初固態(tài)電池已經(jīng)有了成品——大小在100cm2左右，但畢竟難以達到產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，如果當(dāng)時不投入到鋰離子電池中，我國將在很長一段時間受到國外掣肘。而且SONY宣布產(chǎn)業(yè)化后，大家也都感興趣，所以當(dāng)時國內(nèi)大部分都轉(zhuǎn)到鋰離子電池去了，固態(tài)電池基本上就停擺了一段時間。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
作者：綜合報道 ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://jzr14e.cn/kashuo/lsc/2019121331613.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡

  • 中能建氫劉大為：5年內(nèi)把氫價降到1/3，中國氫能應(yīng)保持在第一梯隊

    為了實現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo)，發(fā)電和用電領(lǐng)域正步入一個技術(shù)線路“百花齊放”的時代。在政策支撐下，氫能正在走向?qū)儆谧约旱臅r代。目前，中國是最大的制氫國，去年產(chǎn)氫3342萬噸，占到世界產(chǎn)量的一半。從應(yīng)用來看，雖然在交通示范領(lǐng)域的熱度更高，但中國氫
    2024-05-26 11:40
    		•

  • 衣寶廉院士：2030年前后，燃料電池轎車有望進入尋常百姓家

    日前，2023年度大連市科學(xué)技術(shù)獎揭曉，首設(shè)市最高科技獎，增設(shè)市自然科學(xué)獎。經(jīng)大連市科學(xué)技術(shù)獎勵評審委員會評審、獎勵委員會審查表決和市政府批準，中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化物所研究員衣寶廉獲市最高科技獎，56個項目分獲市自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎
    2024-02-18 08:39
    		•

  • 中科院院士歐陽明高：跨越創(chuàng)新周期 迎接國際新一輪動力電池技術(shù)之爭

    在汽車產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域，被業(yè)內(nèi)公認為下一代電池技術(shù)的固態(tài)電池，因具有更高的安全性、更長的循環(huán)壽命、更高的能量密度、高功率特性以及更強的溫度適應(yīng)性等優(yōu)點，正在快速升溫，形成多方競逐博弈的趨勢。 現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成共識，全固態(tài)電池是公認的下一代電池的
    2024-01-27 07:44
    		•

  • 歐陽明高院士：10年來動力電池能量密度提升3倍 成本下降80%

    10年來動力電池能量密度提升3倍，成本下降80%以上，我國電池產(chǎn)量占全球近70%，但也面臨產(chǎn)能過剩、行業(yè)內(nèi)卷現(xiàn)狀。2023年鋰離子電池價格腰斬，盈利的動力電池企業(yè)只有兩三家。當(dāng)前行業(yè)需要提質(zhì)增效，用創(chuàng)新技術(shù)穿越周期。 2024年1月21日，中國科學(xué)院院士、清華
    2024-01-21 22:07
    		•

  • 歐陽明高院士：氫能燃料電池核心問題是技術(shù)改進和成本下降

    如何在用能終端實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展？作為國家能源體系的重要部分，被譽為21世紀終極能源的氫能，是當(dāng)下全球各國都在高度關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)。 在首屆中國燃料電池汽車大會上，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授歐陽明高指出，燃料電池汽車的發(fā)展帶動了綠
    2024-01-08 08:31
    		•

  • 吳凱：讓電池成為“六邊形戰(zhàn)士”

    近日，吳凱接受科技日報記者采訪，講述他在中國動力電池行業(yè)開拓奮進的動人故事。
    2024-01-05 09:02
    		•

  • 氫能如何改變我們的未來

    我國擁有龐大的制氫產(chǎn)能和應(yīng)用需求，發(fā)展氫能將對我國的能源安全和環(huán)境保護產(chǎn)生哪些深遠的影響？未來“氫能社會”是怎樣的一幅全新景象？氫能將如何改變我們的生活？
    2023-12-18 08:50
    		•

  • 中國動力電池產(chǎn)能并沒有失控

    2023年以來，中國新能源汽車和動力電池依然發(fā)展良好，但由于基數(shù)變大，新能源汽車增長速度已由2022年的90%以上，降至10月的30%左右，動力電池產(chǎn)能利用率也比2022年有明顯下降。因此業(yè)內(nèi)專家普遍對于動力電池會不會產(chǎn)能過剩有所擔(dān)心。對此，筆者的看法是，問題
    2023-11-28 10:53
    		•

  • 中國科學(xué)院院士歐陽明高：氫能儲能智能協(xié)同發(fā)力 推動新能源產(chǎn)業(yè)變革

    11月23日，中國科學(xué)院院士歐陽明高在發(fā)表主旨演講時表示，要通過“氫能+儲能+智能”協(xié)同發(fā)力，持續(xù)推動從新能源汽車到整個新能源產(chǎn)業(yè)的深入變革。
    2023-11-24 08:55
    		•

  • 中國工程院院士吳明紅：用液氨存儲氫能前景廣闊

    在11月9日舉辦的世界儲能大會上，中國工程院院士、上海大學(xué)副校長吳明紅發(fā)表了題為《碳中和背景下新能源的化學(xué)儲能路徑》的演講，重點介紹了以液氨存儲氫能的產(chǎn)業(yè)前景。
    2023-11-13 08:25
    		•
專題
相關(guān)新聞

  • 中能建氫劉大為：5年內(nèi)把氫價降到1/3，中國氫能應(yīng)保持在第一梯隊

    為了實現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo)，發(fā)電和用電領(lǐng)域正步入一個技術(shù)線路“百花齊放”的時代。在政策支撐下，氫能正在走向?qū)儆谧约旱臅r代。目前，中國是最大的制氫國，去年產(chǎn)氫3342萬噸，占到世界產(chǎn)量的一半。從應(yīng)用來看，雖然在交通示范領(lǐng)域的熱度更高，但中國氫
    2024-05-26 11:40

  • 衣寶廉院士：2030年前后，燃料電池轎車有望進入尋常百姓家

    日前，2023年度大連市科學(xué)技術(shù)獎揭曉，首設(shè)市最高科技獎，增設(shè)市自然科學(xué)獎。經(jīng)大連市科學(xué)技術(shù)獎勵評審委員會評審、獎勵委員會審查表決和市政府批準，中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化物所研究員衣寶廉獲市最高科技獎，56個項目分獲市自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎
    2024-02-18 08:39

  • 中科院院士歐陽明高：跨越創(chuàng)新周期 迎接國際新一輪動力電池技術(shù)之爭

    在汽車產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域，被業(yè)內(nèi)公認為下一代電池技術(shù)的固態(tài)電池，因具有更高的安全性、更長的循環(huán)壽命、更高的能量密度、高功率特性以及更強的溫度適應(yīng)性等優(yōu)點，正在快速升溫，形成多方競逐博弈的趨勢。 現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成共識，全固態(tài)電池是公認的下一代電池的
    2024-01-27 07:44

  • 歐陽明高院士：10年來動力電池能量密度提升3倍 成本下降80%

    10年來動力電池能量密度提升3倍，成本下降80%以上，我國電池產(chǎn)量占全球近70%，但也面臨產(chǎn)能過剩、行業(yè)內(nèi)卷現(xiàn)狀。2023年鋰離子電池價格腰斬，盈利的動力電池企業(yè)只有兩三家。當(dāng)前行業(yè)需要提質(zhì)增效，用創(chuàng)新技術(shù)穿越周期。 2024年1月21日，中國科學(xué)院院士、清華
    2024-01-21 22:07

  • 歐陽明高院士：氫能燃料電池核心問題是技術(shù)改進和成本下降

    如何在用能終端實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展？作為國家能源體系的重要部分，被譽為21世紀終極能源的氫能，是當(dāng)下全球各國都在高度關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)。 在首屆中國燃料電池汽車大會上，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授歐陽明高指出，燃料電池汽車的發(fā)展帶動了綠
    2024-01-08 08:31

  • 吳凱：讓電池成為“六邊形戰(zhàn)士”

    近日，吳凱接受科技日報記者采訪，講述他在中國動力電池行業(yè)開拓奮進的動人故事。
    2024-01-05 09:02

  • 氫能如何改變我們的未來

    我國擁有龐大的制氫產(chǎn)能和應(yīng)用需求，發(fā)展氫能將對我國的能源安全和環(huán)境保護產(chǎn)生哪些深遠的影響？未來“氫能社會”是怎樣的一幅全新景象？氫能將如何改變我們的生活？
    2023-12-18 08:50

  • 中國動力電池產(chǎn)能并沒有失控

    2023年以來，中國新能源汽車和動力電池依然發(fā)展良好，但由于基數(shù)變大，新能源汽車增長速度已由2022年的90%以上，降至10月的30%左右，動力電池產(chǎn)能利用率也比2022年有明顯下降。因此業(yè)內(nèi)專家普遍對于動力電池會不會產(chǎn)能過剩有所擔(dān)心。對此，筆者的看法是，問題
    2023-11-28 10:53
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
微信公眾號