孙立清--加快固态电池技术和装备发展做好升级准备的几点思考
时间:2017-03-10 15:10 作者:王杰
2017年3月1日由电池联盟、中国电子节能技术协会电池专业委员会主办，中国电器工业协会、中国高科技产业化研究会、中国电子节能技术协会、北京理工大学支持，佛山市金银河智能装备股份有限公司协办的大型公益“绿色能源·智能制造”暨动力锂电池技术进展与智能装备升级应用论坛上，北京理工大学教授孙立清作了《加快固态电池技术和装备发展做好升级准备的几点思考》的讲话，以下是根据速记整理的文字，未经本人审核，仅供参考。  我简单给大家介绍几个内容，一个是为什么要加固，第二是国内外进展，第三是围绕装备的一些问题和思考。 过去的发展过程当中，液态电解质锂离子电池在使用过程中遇到了一些困难，最主要的问题是它的安全无法完全来保证。在目前的发展过程当中，我们需要探索什么呢？大家知道，液态锂离子电池是通过锂离子在磷酸锂当中进行移动，有一个移动速度，目前我们在寻找这种替代的固态物质，大家已经在网上发现至少21种物质可以提供固态电解质锂离子进行移动来做的相应电池物理，这个就是所谓的固态电解质。 固态电解质有更佳的优势，它可以彻底解决安全的问题，电池管理也可以很简单，电池的制造过程也都得到简化，最重要一个优势就是功率密度、能量密度都可以大幅度提高，它还可以给后续的自动化生产带来重大的好处。固态电池的优点和和缺点由于时间关系我不仔细说了。 在发展过程当中，液态电池出现了一些问题，也陆续出现一些新的技术。比如说陶瓷隔膜电池。从国际电池发展趋势来讲，锂离子固态电池的出现是必然的。发展到今天，包括后续的锂硫、锂空也往这个方向走。对于固态电池的定义，我们还要去研究，做出真正的定义，因为到今天为止，我本人搞车的，对于这些电池到底怎么分，到底什么叫固态，我以前也接触过相关的简则部门，说你要叫固态电池，不是几十度高温条件下做的都不叫固态，所以有些概念的歧义需要我们这个行业坐下来好好规范。固态电池一定会成为下一个风口。我们国家从院士都给我们指出非常明确的方向，陈立泉博士提到下一代锂电池应该是全固态锂电池，从材料研究、生产乐道应用再到芯设计，预计五年可以实现产业化。网上有一个录像，采用非常薄的电池做的受到有源的银行卡，一张卡就可以解决带芯片，保存20张银行卡都可以，这是未来数字银行可以做的事情。 美国也在开发固态电池，日本也是如此。可能在座有一些同事现在在日本，目前都是全球研发的热点。在法国据说也成功商业应用，加拿大魁北克研究所也在进行相应的研究。中国全固态锂电池的发展已经从实验室初级阶段在向前发展，未来五年也会进入产业化阶段。这是2013年陈立泉院士所做的报告。实际上早在2010年我们就已经对全固态锂电池进行了研究。据我了解，在苏州、北京也都有相应的固态电池线开始消费者生产。目前网上相关的资料非常多，相关报道各方面的搜索也看到很多。尤其从国外来讲，目前固态电池的报道非常多，比如在军事领域的应用，包括宝马的应用，包括相应的智能制造，这是波士顿的两轮机，既是一个机器人，也是一个车辆，也是一套自动化智能设备，包括比石墨烯更好材料的出现，整个进展以说是日新月异。在座的目前全力以赴做液态的要拿出精力为未来的全固态做准备。 从目前来看，整个国家的转型一定会把新能源汽车作为新经济支柱产业的来做。大家要等待一个最重要的消息，就是低速车规范的出现。另外，目前电动车销售的形势都变了，北上广深四大城市单独能摇到号的人很少，都是属于大客户。大客户带来的比如直接跟车厂谈一万台的订单，可能是六折、七折甚至五折的价格，如果用户还有自己的资源，他会菜单式地进行生产。我们住在锂电制造或者电池上游端的，也要考虑产业链的延伸，尤其是电池企业。从“十三五”的战略新兴产业规划提出，一是着力突破电池成组和系统集成技术；二是布局下一步代动力电池和新体系动力电池，其中最重要的就是固态电池。还有高性能、高可靠动力电池的生产、控制和检测。还有关键材料，随着电池形态比如向固态化发展，整个材料的要求也不一样，也会增加一些东西，比如说发展到最后如果是率金属，对铜箔、铝箔的依赖可能就没有那么大，比如说锂金属的机体材料需要一些新材料的摸索。 着力突破电池承租和系统集成技术方面，目前我们国内已经建了一条完整线的电池包生产线，这个是需要保密的。在布局新的动力电池和新体系动力电池方面，最重要的是布局固态电池。此外，要在生产、控制设备上进行创新。在关键材料上，比如可以借鉴太阳能晶片技术。还要探索新的材料，比如塑料、基片、真空玻璃、宝石等。回收设备和生产线，随着目前技术的进步，我们原有的一些设备要抓紧考虑这些设备的再利用，做回收设备和生产线可能是很好的出路。大家要注意一些新材料在电池领域的应用，包括铝矿这样一种很有前提的材料应用。日本松下最近公布了可弯曲的电池，大家要注意电解质的开发和研究。固态电池也在不断发展，国内外都做了很多的工作。 我的总结，目前对于固态电池，在我们国内和国际上整个大概有500多个团队，锂金属负极固态薄膜量产指日可待。营口已经有一家生产线。从国内来看，一年之后会有少量生产。两年之后到三五年，整个固态电池可以说是一个“红海”，现在还是“蓝海”，建议大家把握最高点，所以大家要齐心协力，把固态动力锂电池做好。我们国内有实力的应该好好考虑。 最后借助陈立泉院士的一句话来作结语：我们的目标一定要达到，我们的目标一定能够达到。 来源:电池联盟 (责任编辑：王杰) |
