李久銘表示，混合固液電解質(zhì)電池及全固態(tài)電池的研發(fā)需要原創(chuàng)的系列解決方案，難度不低于液態(tài)鋰離子電池，并非短期內(nèi)能迅速突破，需要扎實持續(xù)的基礎(chǔ)研發(fā)。

李久銘：固態(tài)電池八大技術(shù)難題待解或在8年內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用

北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司資深工程師李久銘

電池百人會-電池網(wǎng)2月27日訊（陳語巒水圖文直播）“固態(tài)電池新概念被賦予很多期望，綜合性能指標(biāo)及安全性是否優(yōu)越由數(shù)據(jù)說了算。”北京衛(wèi)藍新能源科技有限公司資深工程師李久銘表示，“固態(tài)電池可以使用金屬鋰負極，有望達到：更高能量密度（>350Wh/kg），更安全（沒有熱失控），更低成本（<1元>5000次）。”

2月27日，在湖南寧鄉(xiāng)召開的固態(tài)電池技術(shù)、智能裝備與市場應(yīng)用研討會上，李久銘發(fā)表了題為《固態(tài)鋰離子電池的技術(shù)和應(yīng)用》的主題演講。李久銘表示，固態(tài)電池兼顧高能量和高安全的性能，與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池具有不可燃燒、不會爆炸，無泄漏及腐蝕問題；高溫壽命不受影響，無氣脹，超長使用壽命；制造成本及全壽命周期成本下降；原材料純度要求低，能量密度可以顯著提高等優(yōu)勢。

與此同時，固態(tài)電池也有倍率、低溫、循環(huán)性較差；硫基電解質(zhì)體系對空氣敏感；高電壓、高電導(dǎo)聚合物電解質(zhì)缺乏；材料體系未確定，制造技術(shù)無確定等不足之處。李久銘介紹說，固態(tài)電池各種材料都有局限性，都在持續(xù)開發(fā)，沒有十全十美的材料，復(fù)合材料可能是解決之道。

“目前固態(tài)電池材料體系、電芯、模組、智能制造技術(shù)尚未確定，尚未形成產(chǎn)業(yè)鏈。“在李久銘看來，“只有安全性、能量密度、循環(huán)壽命、日歷壽命顯著提高，成本及功率特性接近甚至優(yōu)于液態(tài)鋰離子電池，全固態(tài)電池技術(shù)才有競爭力。”

中國自1965年就開始研究全固態(tài)電池，新一輪固態(tài)電池研發(fā)熱潮從2011年開始。中科院青島能源所提出了“剛?cè)岵惫虘B(tài)聚合物電解質(zhì)的設(shè)計理念，發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢，創(chuàng)新地復(fù)合“剛性”多孔骨架材料和“柔性”聚合物離子傳輸材料。通過剛?cè)岵牧系膬?yōu)勢互補，結(jié)合路易斯酸堿相互作用增加嵌段運動且提升界面離子傳輸?shù)奶攸c，制備出多款綜合性能優(yōu)異的“剛?cè)岵惫虘B(tài)聚合物電解質(zhì)進而滿足了長續(xù)航、高安全固態(tài)鋰電池的苛刻要求。

“混合固液電解質(zhì)電池及全固態(tài)電池的研發(fā)需要原創(chuàng)的系列解決方案，難度不低于液態(tài)鋰離子電池，并非短期內(nèi)能迅速突破，需要扎實持續(xù)的基礎(chǔ)研發(fā)，目前還沒有企業(yè)研究出兼具高能量密度、高安全性的大容量全固態(tài)動力鋰電池。”李久銘表示，固態(tài)電池要想量產(chǎn)，在技術(shù)方面還有以下八大問題需要解決：

1.高鋰離子電導(dǎo)率、高耐氧化電位、兼顧力學(xué)與離子傳導(dǎo)特性、能夠在全壽命周期完全阻止鋰枝晶穿刺的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜尚未突破；

2.固態(tài)電解質(zhì)層與電極層界面電阻較大；

3.循環(huán)過程中固態(tài)電解質(zhì)相與電極內(nèi)顆粒接觸變差；

4.鋰沉積位點及形貌不易控制；

5.純金屬鋰電極存在較大體積變化；

6.高速高效率全固態(tài)電池的制造工藝和裝備尚不成熟；

7.全固態(tài)電池低溫特性尚需改善；

8.全壽命周期全固態(tài)鋰電池安全性不熱失控行為機理不清楚。

李久銘預(yù)計，以上問題有可能在3年之內(nèi)找到解決方案，5年之內(nèi)實現(xiàn)小試，8年進入大規(guī)模應(yīng)用。

李久銘還透露，衛(wèi)藍新能源針對不同的正極材料，進行了表面改性技術(shù)平臺的開發(fā)，改性后的材料在半固態(tài)電池中表現(xiàn)優(yōu)異，循環(huán)性能和安全性能都得到明顯的改善；在全固態(tài)電池中能夠正常工作，倍率性能得到很好的提升；目前，部分技術(shù)正在進行中試。