中國粉體網(wǎng)訊 2025年9月23-24日,由中國粉體網(wǎng)聯(lián)合合源鋰創(chuàng)、江蘇省企業(yè)發(fā)展工程協(xié)會舉辦的第七屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會在江蘇蘇州成功召開。會議期間,我們邀請到了業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者,優(yōu)秀企業(yè)家代表做客對話欄目,進行訪談交流。本期為您分享的是中國粉體網(wǎng)對安徽大學(xué)朱凌云教授的專訪。
粉體網(wǎng):朱教授,今年5月份國軒高科全固態(tài)電池裝車路測,在固態(tài)電池方面你們實驗室的貢獻可以向大家分享一下嗎?
朱教授:我們實驗室與國軒高科在電解質(zhì)的研究方面有一定的合作。但因為牽涉到太多國軒高科本身的技術(shù),我只可以簡單介紹一下我們實驗室所做的工作。我們的工作主要集中在固態(tài)電解質(zhì)的基礎(chǔ)成分和基礎(chǔ)工藝研究,包括在硫化物電解質(zhì)的溶劑、電化學(xué)穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性等工作。這些基礎(chǔ)研究為國軒高科公司的電解質(zhì)研發(fā)和生產(chǎn)提供了一定的技術(shù)保障。
粉體網(wǎng):我們關(guān)注到您的團隊8月份在nature synthesis發(fā)表了一篇文章,為固態(tài)電解質(zhì)研發(fā)提供了新思路,能否請您簡單介紹一下。
朱教授:是的,針對我們國家的固態(tài)電解質(zhì)的研究,我們提出了一種新的研究思路。目前主流研究集中在硫化物、氧化物和聚合物電解質(zhì)上,我們的目標(biāo)是開發(fā)高穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)。我們采用了一種新方法:利用銀元素構(gòu)成的納米團簇作為核心,在其外部包裹一層聚合物,再外接一部分極性基團,通過離子交換定量交換一部分鋰離子,讓這部分鋰離子活躍起來,形成了一種全新的電解質(zhì)材料。這種電解質(zhì)在固態(tài)時離子電導(dǎo)率可以達(dá)到10-4 S/cm量級。在液態(tài)情況下,將其應(yīng)用于如磷酸鐵鋰電池體系時,在實驗室表現(xiàn)出了良好的循環(huán)性能。這項工作為我們提供了一類新的可探索材料體系,后續(xù)我們還會進行改進,以期獲得更高離子電導(dǎo)率等性能,歡迎持續(xù)關(guān)注我們實驗室的研究成果。
粉體網(wǎng):請您分析一下目前國內(nèi)不同固態(tài)電池技術(shù)路線的優(yōu)缺點及產(chǎn)業(yè)化進展。
朱教授:目前固態(tài)電解質(zhì)主要分為聚合物、氧化物和硫化物三大體系。但現(xiàn)在硫化物得到越來越多的重視,其優(yōu)勢在于其離子電導(dǎo)率非常高,目前實驗室已達(dá)到10-2 S/cm量級,這對于追求高倍率性能的動力電池應(yīng)用非常有吸引力。
氧化物電解質(zhì)和聚合物電解質(zhì)雖然在離子電導(dǎo)率的數(shù)值上可能不如硫化物,但它們也各有應(yīng)用場景。如果追求長壽命和高安全性,氧化物和聚合物體系同樣具有應(yīng)用價值。
因此,不同技術(shù)路線并非相互排斥,而是各有側(cè)重,未來可能會根據(jù)不同的應(yīng)用需求(如能量密度、功率密度、壽命、成本)在不同的細(xì)分市場得到應(yīng)用。
粉體網(wǎng):在硫化物固態(tài)電池路線上,我國的主要競爭對手是日韓兩國。請您分析一下我國和日韓之間存在的差異。
朱教授:從研究規(guī)模和人材數(shù)量上看,中國擁有龐大的研究團隊(可能達(dá)數(shù)十萬人級別),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日韓(可能僅數(shù)千人級別)。這種規(guī)模優(yōu)勢意味著在未來的技術(shù)發(fā)展和迭代速度上,中國具有巨大潛力,預(yù)計未來領(lǐng)先是必然的。
日韓的優(yōu)勢在于他們在某些基礎(chǔ)領(lǐng)域起步較早,擁有一定的技術(shù)積累,目前在某些具體技術(shù)指標(biāo)上可能仍暫時領(lǐng)先。但我們相信,憑借我們的規(guī)模和投入,這種差距預(yù)計在兩三年內(nèi)就能被趕上和超越。
粉體網(wǎng):對于“固態(tài)電池2027年小規(guī)模量產(chǎn)裝車,2030年全面量產(chǎn)裝車”的觀點,您怎么看?
朱教授:據(jù)我了解,目前國內(nèi)多家電池企業(yè)已經(jīng)能夠生產(chǎn)出20安時至60安時級別的真正意義上的全固態(tài)電池樣品。針對中試規(guī)模(例如200兆瓦以下產(chǎn)能)的全固態(tài)電池生產(chǎn)線,也已有多家企業(yè)在投資建設(shè)。
現(xiàn)在已有在短期內(nèi)能生產(chǎn)固態(tài)電池的企業(yè),例如安徽的國軒高科,今年已有裝車計劃,目標(biāo)達(dá)到百輛級別。這表明固態(tài)電池從實驗室走向中試階段的技術(shù)可行性正在被驗證。
不過,需要明確的是,“固態(tài)電池”是一個統(tǒng)稱,其內(nèi)部有不同的技術(shù)路線,可側(cè)重高能量密度或高功率密度等不同特性。產(chǎn)業(yè)化進程需要根據(jù)具體應(yīng)用場景的需求來推進。例如,像我今天在報告中向大家介紹的,用一個經(jīng)過包覆處理的石墨負(fù)極,可以實現(xiàn)10C倍率的充放電,并在較低壓力下工作的固態(tài)電池方案,解決了固態(tài)電池在實用化時需要高維持壓力的問題,但是這個研究方案的固態(tài)電池能量密度相對較低。
因此,我認(rèn)為如果能夠根據(jù)不同的市場需求,選擇合適的技術(shù)路徑進行開發(fā),固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進程可能會比預(yù)期更快。希望大家對固態(tài)電池的發(fā)展保持關(guān)注和信心,也希望固態(tài)電池領(lǐng)域的研究人員能盡快解決剩余的基礎(chǔ)技術(shù)問題,為我們國家固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展做出貢獻。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木)
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