中国粉体网讯 锂离子电池现已全面渗入人类生活的方方面面，过去十几年，中国锂离子电池产业也发生了巨大变化，形成了上中下游比较完整的产业链，生产出了与电动汽车发展进程相匹配的锂离子动力电池，积极推动了新能源汽车的发展。
但自电动汽车推广以来，锂离子电池燃烧爆炸的新闻一直未曾间断，锂离子电池的安全性引起了广泛关注。导致燃烧爆炸的主要原因，在于锂离子电池电解质是可燃的有机溶液，因此，固态锂电池有望成为解决动力锂电池安全问题的终极方案。
作为中国锂离子电池研究与产业化的主要开拓者，中国工程院院士陈立泉近些年围绕固态锂电池，发表了许多富有前瞻意义的战略思考。中国粉体网小编特做如下梳理。
（图片来源：Engineering）
发展固态电池，刻不容缓
2014年，面对世界各国都在大力研发固态电池的背景，陈立泉院士提出，为了实现中国锂电池产业由并跑到领跑的转变，必须大力研究和开发固态电池，要从材料研究、生产到应用，再到电芯设计、制造以及设备全产业链数字化，缩短研发周期，以争夺领先地位。
固态锂电池的关键是开发一种适用的固态电解质材料，它必须至少满足两个条件：首先，要有较高的室温离子电导率（~10-3S/cm）；其次，与正、负极要形成稳定的界面。
固体电解质材料目前有两大类：一类是无机材料，另一类是聚合物。这两类可用的材料都不是很多，室温离子电导率较高的无机或有机固体电解质材料都仅有5~6种，但是任何一种都不能完全满足需要。
陈院士指出，寻找新的固体电解质材料和正极材料对于我们争夺战略制高点是十分重要的，并提出通过“材料基因组工程”来加快这一进程。
“中国版材料基因组计划”
材料是制造业的基础，材料创新往往处在颠覆性技术革命的核心。我国在新材料领域的核心竞争力不足，关键材料自给率令人担忧。另外，依赖科学直觉与试错的传统材料研究方法，新材料从发现到市场应用的进程需要很长时间。在此背景下，陈院士指出，我们必须毫不犹豫地将“中国版材料基因组计划”作为一项国家战略启动实施。
材料基因组计划的根本目的是引领并推广材料科学研究的新范式和新文化。通过前期材料模拟计算预测材料性质、性能，完成材料设计，再辅以数量有限的关键验证实验来完成材料的研发。
这首先需要建立一批具有计算工具、实验工具和数据管理能力的材料基因研究中心，形成新材料创新的基础设施；与此同时，可以选择几种目前我国亟需的关键材料进行材料基因组技术攻关研究示范，包括能源材料、复合材料、低维电子材料、无机功能材料、高温合金等。
应立即加强基础研究
面对锂电池产业激烈的国际竞争形势，中国如何应对？陈院士指出，只有一条：应立即加强基础研究！无论是从国家层面，还是从企业层面，首先应统一认识，然后加大资金投入。
一方面，为了使可充电池的能量密度高于300Wh/kg，必须研究新的化学体系。新体系是什么？日本人提出的500Wh/kg，甚至更高，是采用什么化学体系？等我们知道了这个体系，他们的专利可能早就已经申请了，届时我们要用他们的成果，就必须花高价购买知识产权。陈院士告诫说，我们与其几年后花“大价钱”受制于人，不如现在就花“小钱”加大基础研究的力度，获得自主知识产权的成果。
另一方面，锂/硫电池、锂/空气电池，这两种很有前途的高能量密度锂电池都必须采用固体电解质。因此，提前布局全固态电池不仅是中期考虑，也是为更长期考虑。由于纳米结构电极、新电解质材料、锂表面处理技术的发展，锂/硫电池和锂/空气电池性能方面取得了显著进步，特别是锂/硫电池的应用前景开始更加明朗。而未来能量密度超过500（W·h）/kg的锂/空气电池能使电动汽车的行驶里程与内燃机汽车相当，有望成为电动汽车的终极电池。
在陈院士看来，在新一轮的国际竞争中，只要政策适当，只要加大对基础研究的支持，信任和依靠我国所培养的一批极具创新能力的青年才俊，就一定能取胜。
参考来源：
陈立泉：锂离子电池改变世界——2019年诺贝尔化学奖成果简析；科技导报 2019
陈立泉院士：未来一定是固态电池的天下；中国粉体网 2019
中国锂电研究第一人——陈立泉院士；中国粉体网 2018
陈立泉：锂电池如何开动电动汽车走出国门；科技导报 2016
陈立泉：四十年固态锂电池——回顾与展望；储能科学与技术 2016
陈立泉：材料基因组计划与先进材料；Engineering 2015
陈立泉：锂离子电池：从基础研究到产业；新材料产业 2009
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