陈军院士谈电池创新：未来两年要突破600Wh/kg的固态电池研发
澎湃新闻
2024-03-08 11:57澎湃新闻官方账号
人们的日常生活中已离不开电池。以我国飞速发展的新能源汽车为例，电池堪比电动汽车的“心脏”。
3月8日，十四届全国人大二次会议第二场“代表通道”集中采访在人民大会堂中央大厅北侧举行。全国人大代表、南开大学副校长、中国科学院院士陈军在电池创新的进展时介绍，目前，固态电池是全球各国竞相研发的重点。
其团队已研发出400Wh/kg的新型固态电池样品，比目前市场上最先进的300Wh/kg公斤的锂离子电池能量密度超出30%。
“未来一到两年，我们要突破600Wh/kg的固态电池研发，充一次电，电动汽车就可以跑1000公里以上。”陈军说。此外，在电池快速充电、低温性能和安全性能方面，也都要大幅提升。
电池技术之所以需要持续创新，在陈军院士看来，是因为“目前电动汽车跑得不够快、充电也不够快，特别是在寒冷天气还容易趴窝等，这些现象的背后实际上都跟电池有关，因此研究性能更好、更加安全的电池，无论是在电动汽车行业还是储能领域都是重大科技问题。”
据陈军介绍，其团队开发了超越传统的电池新体系，提出了新的电池工作原理，创制了新的电池材料，让电池的能量密度大幅提升，电动汽车的行驶里程大大提升。同时，团队设计制备了可以全天候、宽温域工作的阻燃电解液，可以在零下70℃工作的大容量电池，还开发了基于我国丰产元素的低成本可充钠电池、锌电池，这为未来的大规模储能提供技术支撑。
值得关注的是，目前，固态电池已成为各国竞相研发的重点。陈军特别指出，“固体电池一旦产业化，就会改变现有的电动汽车产业格局，开辟电动航空等新兴市场，这是一个在全球具有引领性的技术变革，我们也积极去抢占动力电池和电动汽车未来发展的制高点。”
在业内看来，固态电池——尤其是完全不含液态电解液的全固态电池，跟现有的液体锂离子电池相比，之所以具有技术颠覆的潜力，是由于电池具有高安全性、高能量密度、高功率、宽温度适应性、材料的选择范围更广等特性。
根据全球资讯机构SNE research报告，到2030年，全球液态锂离子电池供应量将从2023年的687GWh增加到2943GWh，增加4.3倍，占电池市场的95%以上，全固态电池的供应量则会从2025年开始的0.2GWh，增加到131GWh，市场渗透率将达到4%左右。
中科院院士欧阳明高对此曾评价，“对于汽车技术而言，1%是很重要的市场份额，所以全固态电池的市占份额替代1%就已经具有突破性意义。”
不过，业内也大多认为，目前全球发展全固态电池产业面临的挑战巨大，具有跨学科的特性、技术门槛极高，包括材料界面、工艺、产业链、设备等。
资料来源：欧阳明高院士公开演讲
硫化物固态电解质
例如材料层面，欧阳明高院士曾坦言，“硫化物电解质化学稳定性、空气稳定性很差，批量生产很难，基础硫化锂很贵，需要压低价格。此外，硅碳负极体积膨胀大，而锂金属负极现在还不成熟。”
要解决这些问题，需要产学研联合起来建立协同创新平台，共同突破全固态电池产业化的关键技术。
因此，为推动电池创新的产业化，据陈军院士在此次“代表通道”上介绍，南开大学牵头成立了天津新能源创新创业联盟、特种化学电池全国重点实验室等，在这里，其将进一步培养人才，将电池的成果孵化、转化，推向市场。