2017年3月1日由
電池聯盟、中國電子節能技術協會
電池專業委員會主辦,中國電器工業協會、中國高科技產業化研究會、中國電子節能技術協會、北京理工大學支持,佛山市金銀河智能裝備股份有限公司協辦的大型公益“綠色能源·智能制造”暨動力鋰電池技術進展與智能裝備升級應用論壇上,北京理工大學教授孫立清作了《加快固態電池技術和裝備發展做好升級準備的幾點思考》的講話,以下是根據速記整理的文字,未經本人審核,僅供參考。
我簡單給大家介紹幾個內容,一個是為什么要加固,第二是國內外進展,第三是圍繞裝備的一些問題和思考。
過去的發展過程當中,液態電解質鋰離子電池在使用過程中遇到了一些困難,最主要的問題是它的安全無法完全來保證。在目前的發展過程當中,我們需要探索什么呢?大家知道,液態鋰離子電池是通過鋰離子在磷酸鋰當中進行移動,有一個移動速度,目前我們在尋找這種替代的固態物質,大家已經在網上發現至少21種物質可以提供固態電解質鋰離子進行移動來做的相應電池物理,這個就是所謂的固態電解質。
固態電解質有更佳的優勢,它可以徹底解決安全的問題,電池管理也可以很簡單,電池的制造過程也都得到簡化,最重要一個優勢就是功率密度、能量密度都可以大幅度提高,它還可以給后續的自動化生產帶來重大的好處。固態電池的優點和和缺點由于時間關系我不仔細說了。
在發展過程當中,液態電池出現了一些問題,也陸續出現一些新的技術。比如說陶瓷隔膜電池。從國際電池發展趨勢來講,鋰離子固態電池的出現是必然的。發展到今天,包括后續的鋰硫、鋰空也往這個方向走。對于固態電池的定義,我們還要去研究,做出真正的定義,因為到今天為止,我本人搞車的,對于這些電池到底怎么分,到底什么叫固態,我以前也接觸過相關的簡則部門,說你要叫固態電池,不是幾十度高溫條件下做的都不叫固態,所以有些概念的歧義需要我們這個行業坐下來好好規范。固態電池一定會成為下一個風口。我們國家從院士都給我們指出非常明確的方向,陳立泉博士提到下一代鋰電池應該是全固態鋰電池,從材料研究、生產樂道應用再到芯設計,預計五年可以實現產業化。網上有一個錄像,采用非常薄的電池做的受到有源的銀行卡,一張卡就可以解決帶芯片,保存20張銀行卡都可以,這是未來數字銀行可以做的事情。
美國也在開發固態電池,日本也是如此。可能在座有一些同事現在在日本,目前都是全球研發的熱點。在法國據說也成功商業應用,加拿大魁北克研究所也在進行相應的研究。中國全固態鋰電池的發展已經從實驗室初級階段在向前發展,未來五年也會進入產業化階段。這是2013年陳立泉院士所做的報告。實際上早在2010年我們就已經對全固態鋰電池進行了研究。據我了解,在蘇州、北京也都有相應的固態電池線開始消費者生產。目前網上相關的資料非常多,相關報道各方面的搜索也看到很多。尤其從國外來講,目前固態電池的報道非常多,比如在軍事領域的應用,包括寶馬的應用,包括相應的智能制造,這是波士頓的兩輪機,既是一個機器人,也是一個車輛,也是一套自動化智能設備,包括比石墨烯更好材料的出現,整個進展以說是日新月異。在座的目前全力以赴做液態的要拿出精力為未來的全固態做準備。
從目前來看,整個國家的轉型一定會把新能源汽車作為新經濟支柱產業的來做。大家要等待一個最重要的消息,就是低速車規范的出現。另外,目前
電動車銷售的形勢都變了,北上廣深四大城市單獨能搖到號的人很少,都是屬于大客戶。大客戶帶來的比如直接跟車廠談一萬臺的訂單,可能是六折、七折甚至五折的價格,如果用戶還有自己的資源,他會菜單式地進行生產。我們住在鋰電制造或者電池上游端的,也要考慮產業鏈的延伸,尤其是電池企業。從“十三五”的戰略新興產業規劃提出,一是著力突破電池成組和系統集成技術;二是布局下一步代動力電池和新體系動力電池,其中最重要的就是固態電池。還有高性能、高可靠動力電池的生產、控制和檢測。還有關鍵材料,隨著電池形態比如向固態化發展,整個材料的要求也不一樣,也會增加一些東西,比如說發展到最后如果是率金屬,對銅箔、鋁箔的依賴可能就沒有那么大,比如說鋰金屬的機體材料需要一些新材料的摸索。
著力突破電池承租和系統集成技術方面,目前我們國內已經建了一條完整線的電池包生產線,這個是需要保密的。在布局新的動力電池和新體系動力電池方面,最重要的是布局固態電池。此外,要在生產、控制設備上進行創新。在關鍵材料上,比如可以借鑒太陽能晶片技術。還要探索新的材料,比如塑料、基片、真空玻璃、寶石等。回收設備和生產線,隨著目前技術的進步,我們原有的一些設備要抓緊考慮這些設備的再利用,做回收設備和生產線可能是很好的出路。大家要注意一些新材料在電池領域的應用,包括鋁礦這樣一種很有前提的材料應用。日本松下最近公布了可彎曲的電池,大家要注意電解質的開發和研究。固態電池也在不斷發展,國內外都做了很多的工作。
我的總結,目前對于固態電池,在我們國內和國際上整個大概有500多個團隊,鋰金屬負極固態薄膜量產指日可待。營口已經有一家生產線。從國內來看,一年之后會有少量生產。兩年之后到三五年,整個固態電池可以說是一個“紅海”,現在還是“藍海”,建議大家把握最高點,所以大家要齊心協力,把固態動力鋰電池做好。我們國內有實力的應該好好考慮。
最后借助陳立泉院士的一句話來作結語:我們的目標一定要達到,我們的目標一定能夠達到。
(責任編輯:王杰)