中國儲能網(wǎng)訊：“鋰離子電池容易引起安全問題，同時它的能量密度已經(jīng)到了300瓦時/公斤，達到了液態(tài)鋰離子電池性能極限。因此，下一步，新一代電池要發(fā)展固態(tài)電池，或者要逐漸過渡到全固態(tài)鋰電池。固態(tài)鋰電池的負極材料可以是納米硅和石墨的復合負極，正極可以是高電壓錳酸鋰，也可以是富鋰錳基材料或者說是不含鋰的正極材料，電解質(zhì)是固體電解質(zhì)，它的能量密度可以達到300-450瓦時/公斤?！?
1月17日，中國工程院院士陳立泉在中國電動汽車百人會論壇（2021）上作出上述表態(tài)。
《中國經(jīng)營報》記者在大會現(xiàn)場了解到，陳立泉認為鋰離子電池以其高能量密度、高效率和低自放電率在電動汽車中占據(jù)主導地位，然而，鋰離子電池內(nèi)含有易燃的液體電解質(zhì)，容易引起嚴重的安全問題，這阻礙了鋰離子電池的廣泛應用。在此背景下，陳立泉建議，新一代電池要發(fā)展固態(tài)鋰電池或者全固態(tài)鋰電池。
陳立泉介紹道，鋰離子電池等液態(tài)電解質(zhì)電池，穿刺會起火、爆炸，而固態(tài)電池穿刺則不會出現(xiàn)上述問題，安全性更高。
記者注意到，國信證券在近日發(fā)表的研究報告中也指出，固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰電池相比最大的區(qū)別在于利用固態(tài)電解質(zhì)體系代替了目前的隔膜電解液體系，其優(yōu)點在于安全性高，無自燃、爆炸風險，同時能量密度顯著高于傳統(tǒng)鋰電池。目前現(xiàn)有鋰離子電池體系能量密度上限約為400瓦時/公斤，后續(xù)能量密度提升仍將依賴于正負極材料體系升級，然而在目前的隔膜電解液電池體系中，雖然金屬鋰負極能量密度是石墨負極的10 倍以上，但會產(chǎn)生鋰枝晶影響安全性，而固態(tài)電解質(zhì)能夠抑制鋰枝晶的生長，因此理論上全固態(tài)電池可達到 500瓦時/公斤以上的能量密度。
不過，研究報告提到，全固態(tài)電池目前有不少難題需要攻克，大部分電池企業(yè)在研發(fā)固態(tài)電池時，都退而求其次，先加快半固態(tài)電池的產(chǎn)品研發(fā)速度，半固態(tài)鋰電池就是電池中任一側(cè)電極不含電解液。目前固體電池仍處于相當實驗室-中試階段，其成本相較于液態(tài)電池仍不具備可比性。但伴隨后續(xù)規(guī)?；a(chǎn)以及工藝改進（輝能雙極電池包架構(gòu)），其成本有望迅速降低。
據(jù)陳立泉介紹，從事固態(tài)電池設(shè)計開發(fā)的北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司（以下簡稱“衛(wèi)藍新能源”）所開發(fā)的固態(tài)電池的能量密度在2018年便達到了300瓦時/公斤。近年來，衛(wèi)藍新能源一直在進行樣車的試驗，固態(tài)電池在安全性方面均通過測試。
“2019年，衛(wèi)藍新能源在江蘇省溧陽市設(shè)立了生產(chǎn)基地，目前其固態(tài)電池產(chǎn)品已經(jīng)供給無人機使用。固態(tài)電池的原材料包括硅碳負極材料都已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，同時固態(tài)電池所需要的涂固態(tài)電解質(zhì)材料隔膜也能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)。”陳立泉說道。
與此同時，陳立泉談道，發(fā)展固態(tài)電池要堅持“兩手抓”，在發(fā)展固態(tài)鋰電池的同時，要發(fā)展鈉離子固態(tài)電池?！盀楹我獔猿滞苿逾c離子電池的發(fā)展？因為鋰離子電池目前全世界都在做，如果全世界的汽車都采用鋰離子電池，全世界的電能都用鋰離子電池儲存的話，容量根本不夠，因此我們一定要考慮新一代電池，鈉離子電池便是首選?！?
陳立泉介紹道：“以鋰離子電池中價格最便宜的磷酸鐵鋰電池作為參考，磷酸鐵鋰電池每瓦時的原材料成本是3毛4分，而鈉離子電池的原材料成本每瓦時是2毛6分，相對來說鈉離子電池價格比較便宜。而值得注意的是，2021年碳酸鐵鋰電池的價格還在上漲，1月4日是54000元/噸，比去年同期上漲了12000元/噸，有的公司甚至報63000元/噸，估計以后碳酸鋰的價格還會漲，這是我們一定要發(fā)展鈉離子電池的一個很重要的原因?！?
據(jù)陳立泉分享，目前軟包裝的鈉離子電池的能量密度已經(jīng)達到了145瓦時/公斤，這一數(shù)值已經(jīng)相當高。鈉離子電池可以實現(xiàn)快充，5C充/5C放是1C充/1C放容量的90%， 10C充/10放容量是1C充/1C放的70%，鈉離子電池快充性能比鋰離子電池更好。同時，鈉離子電池的循環(huán)性也具有很好的表現(xiàn)，1C充/1C放的循環(huán)性可以大于6000次，3C充/3C放可以到3000次。此外，反復試驗證明，鈉離子電池的低溫性能、高溫性能也都表現(xiàn)出色。
當前，“新四化”是汽車行業(yè)提及最多的關(guān)鍵詞。中國從2009年開始大力推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前已取得突出成績。
陳立泉說，我國一直積極推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，主要基于以下考慮：“目前我國的能源情況是富煤、少氣、缺油（石油），石油我們是很缺的。2018年我們的能源狀況是煤、石油、天然氣加起來占整個能源的85.6%，水、風、光、核能加起來占18.3%。2018年，我國自產(chǎn)的原油是1.9億噸，國外進口的原油是4.6億噸，我國石油對外依存度已經(jīng)達到71%，此前我們建議石油對外依存度不要超過50%，實際上已經(jīng)遠遠超過了50%。目前，汽車的保有量是2.4億輛，如果按一輛汽車平均消耗2噸油算的話，那么我們進口的原油4.6億噸僅僅夠汽車使用，因此我們一定要發(fā)展電動汽車，以此來取代進口油，這是我們提出要交通電氣化的原因所在。而從另外一個角度來看，汽車產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)智能化，智能化的汽車設(shè)備一定也需要電池、電動汽車來實現(xiàn)?！?
