中国粉体网讯
报告人：朱星宝 合肥国轩高科首席科学家
以下内容为现场演讲实录：
尊敬的各位领导、各位专家、各位企业同行大家好，我是从2006年开始做固态电池，对固态电池有一些自己的认识和感觉，所以今天趁着这个机会，利用15分钟时间跟大家分享一下。
一、锂电发展技术路线
如图讲的是两条路线，一条是高能量路线，一条是低价位路线。从我的角度来讲，感觉未来这两条路线一定是越来越分裂的。当下一直在追求高能量密度是不是很有必要？我来到合肥国轩之前是在国家新能源汽车技术创新中心，我们在内部动力电池是一个部分，还有智能网联，对于整个新能源汽车各种技术，我们做过一件事情，未来新能源汽车究竟肩负什么样的任务？今天的新能源汽车跟燃油车相比，好像性能上没有太多创新，未来可能新能源汽车要结合物联网技术、智能网联技术、车路协同技术，当这些技术都引进来之后，会发现整个新能源汽车对电量的需求要在现在的基础上提升57%。这是我们内部测算的结果。就意味着当下感觉到电池好像已经可以跑得很远了，但实际上如果真的要实现新能源汽车智能网联这些功能之后，就发现电池可能也就跑200公里。我认为未来对于新能源汽车电池高能量密度的追求还是存在的，所以高能量密度这一条路线还是有的。
目前高能量密度已经到了280-360Wh/kg的阶段，再往后走可能就是400和500，很多专家讲我们往后走，400、500承载的可能就是固态半固态，实际上固态半固态跟高能量密度根本不相连，两者之间没有必然关系。固态和半固态指的就是电解质的固态化，它给人的感觉好像很高档，但是它解决的是安全问题，它是让我们的电池更安全，这是它的历史使命。如果再附加一个历史使命，我感觉它应该是要进一步承接下一步锂金属的应用。在液态里，锂金属的枝晶问题、粉化问题等，从量子力学计算角度是不成立的，这个界面是不可行的，对于锂金属跟固态界面是有实现可能性的，这是固态电池未来要肩负的历史使命。
固态电池为什么就是高能量密度呢？大家一直感觉固态电池很遥远，固态电池什么时候能够量产，什么时候要做？实际上现在半固态电池已经量产了，国轩360Wh/kg的半固态电池去年已经量产了，并且我们现在400Wh/kg半固态电池已经出到B样了。所以半固态电池技术目前已经是很普及了，再细化，还有很多技术已经在电池里大量应用了。
半固态和固态为什么跟高能量密度结合呢？因为如果把固态和半固态应用到当下体系，比如280和360Wh/kg，会发现能量密度是降低的，可能就变成了200-300Wh/kg，是降的。我们也做出来半固态电池，发现很尴尬，价格高了，能量密度低了，它的应用场景在哪儿。所以半固态电池要做更高能量密度，意味着正负极材料要用一些更激进的材料，当下固态和半固态电池面临的困境，你说它是固态电解质和界面的问题吗？实际上不是。固态和半固态电池当下之所以这么难开发，是因为它要应用那些当下还不成熟的正负极材料。正极材料和负极材料，比如9系的高镍、富锂锰基、锂金属、高硅都不成熟，本身不是固态半固态的问题，本身应该是高能量密度电池的问题。现在液态电池里这些问题也没有解决掉，只是都把它放到固态半固态里而已。
高性价比的概念。实际上这个概念未来应该越来越严重，去年碳酸锂价格在攀升，电池要求降本，但是去年电池卖得还是不错的，今年明显能感觉到市场上对电池的要求越来越高了，因为新能源汽车的销量是在压缩的，传导到电芯这边，电芯感觉到有很大的压力，对品质和性价比有了进一步的要求。所以这是一个压力。第二个是我们还要考虑到储能，未来储能对电化学电池要求很高、量也很大，但是它的价格必须下来，否则不可能在储能里面大规模应用的。所以这一条路线无论是磷酸铁锂也好，还是钠电池也好，一定是未来会很大的方向。
从企业里分析一些技术点
1.当我19号看到凝聚态电池技术时很开心，我原来一直对它存质疑，一直觉得这个东西可以用，但效果并不是特别好。这次凝聚态电池出来以后，突然感觉到这个东西是有潜力的，就意味着未来我们在半固态里解决界面问题就应该是重要的方向。
2.锂金属，因为目前在国轩360Wh/kg已经量产了，400Wh/kg已经到B样了，450Wh/kg已经在立项，450-500Wh/kg肯定面对的是锂金属或锂合金。在锂金属里全球走得比较靠前的就是SES，100Ah电池已经做出来了，并且循环指标也是不错的。它对锂金属的处理不是通过单纯半固态或固态技术，就是靠高浓度电解液，高浓度电解液对锂金属表面进行处理，从而抑制它的枝晶，进一步缓解粉化。
3.目前国轩半固态已经量产，400Wh/kgA样已经结束了，450和500正好在立项研发，目前硅基负极从350-400一段一定是采用硅的，无论是氧化亚硅还是纯硅，含量肯定是在变化的，这里硅的膨胀问题是很重要的问题。
如果真的到了400、500，锂金属是丢不掉的，到底是采用三维网络还是采用锂金属的SEI，还是采用其他技术，还有预锂化技术，以及新型正极材料，因为要保证高能量密度，所以这些都是国轩目前在做的。
卫蓝半固态，从里面提取的技术，一个是原位固化、预锂化硅负极，以及正极的包覆。赣锋第一代半固态已经东风在跑车，它的能量密度并不是特别高，但是它的循环还是可以的，并且它的第二代马上就要上车了，第二代就要达到350Wh/kg。辉能技术，辉能一直都是在半固态电池里深深耕耘，有好多技术是值得我们去借鉴的。
全固态，有很多人认为我们目前是因为实现不了全固态，所以在做半固态，半固态就是从液态到全固态的过渡态，实际上两者之间根本不相关，发现全固态技术跟半固态技术分明是两个技术，技术体系不一样、材料体系不一样、制备方式不一样，比如日本和韩国采用的是硫化物、卤化物体系，是完全不一样的东西。所以半固态再成熟，对全固态也没有任何技术支撑和沉淀。
三星这个给我的启示很大，它就是在全固态里怎么启用银碳，通过渗流层实现锂金属的应用，这里还是有点可以挖掘的。
二、固态电池的问题根源
在半固态和全固态里有很多问题，更多问题来自于材料：一是电解质，现在任何一款电解质都有各自问题。二是固态电解质跟金属或正极之间都有界面问题，但是对锂金属更明显。
我们对于正极材料如果真的要设计高比能的话，可能就要到8系、9系，甚至富锂锰基，这里问题会比较大，所以正极怎么进行处理？无论是包覆也好、单晶设计也好，都是后面要走的方向。
硅极里最典型的就是破裂和膨胀问题。
对于锂金属大家问题比较聚焦，想跟大家分享的是美国Battery500做了这么多年，锂金属问题没有完全解决掉。所以这里还是有很多难点的。
关于成本。大家一直感觉半固态成本很高，从我的角度来讲，300-400半固态电池跟液态电池体系相比，成本涨幅就在5%左右，并不是特别大。
建议，未来对于固态和半固态电池首先要转化思路，原来大家都感觉可能是高校的技术走在最前面，但是当下高新技术对重资本和人员要求投入太高了，单纯靠高校是引领不起来的，所以现在压力应该给到企业，因为一条线可能就接近一个亿，所以高校承担不起来，未来应该由企业引领，国家给政策，来解决共性问题，高校也好、各个供应商也好分头来解决问题。
前一段时间我跟高校老师开会也在讲，大家不要都做到软包、做到电池，因为高校能做得电池可能就一两个Ah，对企业来说没有用，没有指导意义，因为在企业里要做到10Ah、100Ah验证。我们应该发挥各自优势，先把每个点攻关，比如材料里粉碎的问题、表面包覆的问题，先把各个点攻关好，然后集合到企业里一起把整个电池做起来。
谢谢各位！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）
（中国粉体网编辑整理/文正）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
