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中國粉體網訊  7月7日，2021中國國際鋰電產業大會（簡稱金磚鋰電論壇）在上海汽車會展中心順利召開。本屆金磚鋰電會議為期兩天，主題為以“新技術、新應用、新發展”為主題，采用“會議論壇+展覽展示+體驗營銷”三位一體的創新模式，多項重點活動同期同地舉辦，充分協同聯動，品牌效應和影響力大幅提升。

上海前沿新能源電源技術研究院院長、上海空間電源研究所空間電源技術國家重點實驗室研究員

出席論壇并發表主題演講——《固態電池及其材料設計和制備策略》。以下為演講實錄：

我是上海前沿新能源電源技術研究院的湯衛平，我是第一次亮相，非常感謝大家的支持。

一、固態鋰電池必要性和優勢

剛才大家一直在講碳中和、碳達標，碳中和、談達標從電動汽車來講，是一個非常好的抓手。從我們國家來講，更重要的是能源安全的問題，現在我們國家總體來講，石油的輸入大概在70%左右，這構成了對我們國家本身能源安全的一個非常大的問題。

從這個角度來講，電動汽車是解決我們國家能源安全的一個非常大的抓手。其中我們調查了一下，如果按照現在的情況來講，我們國家在夜間的廢電已經足以把我們國家電動汽車的電用起來，這樣的話，石油的進口可以大幅度緩解。

最近兩起事故，一起是6月底在加州的特斯拉，還有一起是北京國軒。昨天跟何老師了解說不是電

池出問題了，是某個空氣出問題了。不管怎么說，現在北京已經燒了幾把火了，是一些比較大的問題。全固態電池從優勢來講，我們有一塊全固態電池完全可以做到針對性。全固態電池從理論來講就應該有這個優勢，但是剛才很多報告里，其實我們要做到性能優勢非常難。

我們的第一塊電池做到了，我想介紹一下我們后面的一些工作。

二、固態鋰電池設計和制備策略

1.全固態薄膜型電池。

2.全固態粉體型電池。 

3.固液混合型電池。

我們現在研發的也好、產業化的也好，無非就是這三類電池，只不過全固態薄膜型電池做的非常

少，國內可能沒有幾家在做，我們算是一家。這個電池最大的特點就是在制法上。剛才三個種類，如果按制法分的話，區別非常明顯。第一類堅持用物理辦法，氣相沉積的辦法沉上去的。第二個辦法就是用壓積壓出來的，先壓固態電池片，然后正負極壓。第三個電池是做膜的工藝，做固態電解質的膜也好、正負極的膜也好，通過膜的重疊做出來電池。剛才溫老師也講了，我們這種的做固液混合電池一個很大的原因是我們做膜的工藝是非常成熟的，所以我們現有的鋰離子電池設備是可以借用的。某個程度上說，把我們現有的鋰離子電池制造工藝、制造設備用在固態電池上去，這可能是我們做固液混合電池的設想。

實際上全固態電池可能是我們的最終目標，日本人一直在做這個事情，我們全固態電池還是要講一下。氣相沉積是非常好的辦法，從全國角度來講是非常好的辦法。他一開始要先做個集流體，然后做正極，一封就成為一個電池了。過程很簡單，半小時就可以做出這么一個電池來。但是這個電池非常薄，一般現在都是兩個微米的。我們號稱有10萬片生產能力的一條線，這個工藝不是只有我們所能做，現在國際上應該是非常成熟的工藝。我們國內目前有線的也就這么一條。所以今天很幸運的看到國內唯一的一條，而且還是做固態電池薄膜的一太線。這個電池的性能非常好，下面是循環和功率性的。循環性能現在100次沒什么變化，10個C也沒什么變化，但是循環性遠遠不止這個數，我們可以做到15000次，可以保持85%的性能。這是一個非常好的循環性能和功率性能的電池。剛才報告中很多介紹低溫性現在是做不好的，但是我們的薄膜電池-40度的低溫性非常好，可以保持到86%。液態電池也無非如此，高溫性就更沒問題了，因為是全固態電池，100度的高溫性能也是非常好。就這個電池而言，從-40度到100度之間的性能是完全沒有問題的。我們也做了一些分析，安全性、循環壽命、寬溫度工作范圍、功率性能都是五星的。但是有一點，

能量密度不行，最終還是不行。我們沒有辦法把它做大，但是我顯示在這里面有一點，并不是我們做的有多好，而是從全固態角度來講，理論上來講全固態問題是解決了的。我覺得有很多科學問題、理論問題是沒有解決的，但是從全固態角度來講，理論上可能性都是沒有問題的。但是目前在一些技術上、工藝上，我們沒法做到。我們現在有三種工藝，第一種是物理方式，第二種是用機械壓，第三種是用疊片。物理法非常好，但是壓的不是很好。最后是折中的辦法，解決不了這個問題，我們就加一點電解液。也是我們過渡到全固態電池的一個折中辦法。

三、固態電解質設計和制備策略

固態電解質這個工作，剛才講了很多，從固態電池來講，這是非常關鍵的材料，固態電池跟鋰離子電池不同的地方就是液體的固態電解質用固態取代掉了。很遺憾的是，目前從材料的角度來講，還沒有一個比較完美的材料能夠完全適用于我們的固態電池。所以我們也做了一些工作。用離子交換的辦法，我們的想法也很自然，這些固態中離子是可以穿梭的，我們想辦法跑的不是納

離子，跑鋰離子，那就做個交換。交換完以后情況非常好，這是我們的形態和結構分析，我們也做了一些核磁共振分析，發現確實它的傳輸框架完全保持非常好。除了鋰納位點以外，所有的硅、磷、氧位置都沒有發生變化，框架保持了非常好的框架。

我們也做了詳細的結構分析，發現鋰和納的位點是不一樣的，雖然外框結構一樣，但是待的位置不一樣，跑的位置也不一樣，這就是為什么交換非常容易發生的原因。我們研究院是上海市科委底下的研究院，我今天看到這個會場真的非常感動，也非常的感慨。在我們上海這個地區，或者在長三角地區，這樣的場子非常少。希望像今天一樣，能夠把長三角新能源的板塊組織起來，長三角新能源的板塊已經遠遠超過珠三角，從勢頭上、總量上、企業上，在全國排首位是沒有問題的。

我們也會希望能夠跟企業做聯合研發，在上海有上海的優勢，有人才的優勢、資金的優勢，有錢有人。我們企業和我們一起，在上海發展。謝謝大家！

（注：本文根據現場速記整理，未經演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，請勿轉載！）

（中國粉體網編輯整理/茜茜）

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