吴凡:全固态电池关键材料及技术研发进展

全固态锂离子电池由于其高安全性和高能量密度，被广泛认为是下一代储能设备的关键技术。目前，电池企业、汽车企业、投资机构、科研机构都在积极推进固态电池技术的研发，因此按下了固态电池产业化的“加速键”。

3月16日至17日，以“好继往来”为主题，OFweek 2023(第七届)锂电池&电动汽车行业年会暨维科杯·2022锂电池行业年度评选颁奖典礼在深圳成功举行。

16日，EK转轮除湿命名为“电动汽车”&在动力电池专题会议上，中国科学院物理研究所博士导师、中国科学院大学教授吴凡发表了“全固态电池关键材料及技术研发进展”主题演讲。

 图:吴凡，中国科学院物理研究所博士生导师，中国科学院大学教授

吴凡介绍，全球固态电池研发正在加快，中国、日本、韩国、欧洲、美国等国家和地区对固态电池有明确的指标和期望，以及国家规划。目前，整体研发和试点阶段，其中日本、韩国在固态电池开发领域处于领先地位。欧洲、美国政府和许多企业希望通过固态电池改变现有的动力和储能电池模式，竞争日益激烈。

然而，不同的国家和地区对固态电池的技术路线有明显的偏见和乐观。例如，日本和韩国继续全面投资硫化物全固态电池的研发，基本上没有氧化物路线；中国相对特殊，是世界上唯一选择氧化物和聚合物复合混合固液电解质路线的国家。目前主要有北京卫兰、江苏青陶、宁波锋锂、台湾辉能四大固态电池公司。

欧洲和美国主要是Quantum Scape、Solid Power、SES等初创公司主要研发。吴凡说，这些初创公司的风格也很接近，主要目的是快速融资上市。

在实现全固态电池的路线方面，吴凡指出，主要有三条技术路线：聚合物、氧化物和硫化物，其中硫化物固体电解质因锂离子电导率最高、机械性能好而成为最具潜力的技术方向之一。

硫化物全固态电池在日本、韩国和美国的研发布局上仍面临着许多关键的基础科学问题和应用开发问题。

具体来说，日本是国家发展机制，一直以内阁组织的国家先进电池项目为主导。目前，共有3家汽车公司、5家电池公司、15家化工产品公司、6家研究所和9所大学投资研发。丰田目前是世界上拥有最多全固态电池专利的公司，预计到2026年硫化物全固态电池的大规模生产将开始。

韩国以三星和LG化学为代表。去年3月，三星宣布建设其第一条全固态电池实验线S-Line计划在2025年前开发大型全固态电池电池和全固态电池电池，并于2027年开始量产。

Solid在美国使用 以Power为主要代表，后者的路线路线路非常清晰，即以硫化物全固态电池为核心技术路线。

一般来说，吴凡认为，固态电池产业的发展趋势是液态锂电池向固态化方向发展，预计2026年至2030年可能实现全固态电池突破产业化尝试，日本和韩国将处于主导地位，中国目前处于跟进状态，但在固液混合氧化物固态电池细分路线上，中国处于领先地位。

在固态电池产业化过程中，必须形成良好的政府指导、科研机构帮助、资本跟进和企业实施生态。