中国将率先实现固态电池的规模量产
固态电池已经成为全球范围内研究的焦点 ， 李泓讲到 ， 包括日本多家团队、美国初创公司 ， 以及加拿大、韩国、欧洲的团队 ， 各个国家都在发展硫化物全固态、固态金属锂电池以及聚合物固态电池等 。
中国的初创公司 ， 结合了液态电解质容易量产的优点 ， 以及固态电池更安全的一些特点 ， 发展了混合固液电解质的这个技术路线 。这种技术路线的选择不同于日本和韩国的硫化物 ， 也不同于美国的金属锂负极 ， 更加容易量产 ， 也能显著地提高现有液态电解质锂离子电池产品的安全性 。因此我们说 ， 尽管日本、韩国、欧洲、美国在全固态电池方面研发和产业布局比较早 ， 但是中国因为选择了混合固液电池的路线而率先实现固态电池的规模量产 。
中国固态电池产业取得系列重大突破
中科院物理所、长三角物理研究中心的吴凡团队 ， 在过去三年一直在致力于发展空气中稳定的、水稳定的硫化物电解质 ， 并且取得了非常显著的进展 ， 为开发硫化物及全固态电池奠定了非常关键的基础 。
中科院青岛能源所的崔光磊团队开发了硫化物电解质和PEGMEA（聚乙二醇甲基醚丙烯酸酯）复合的原位聚合的固态电解质 ， 具有比较高的离子电导率 ， 而且具有比较低的界面电阻 ， 相当程度上解决了界面在循环过程中接触不好的问题 ， 因此获得了比较好的循环性 ， 降低了内阻 。
除了全球广泛关注的硫化物电解质 ， 中国研发团队也在积极的开发更低成本的、高离子电导率的、更稳定的电解质 。中国科技大学马骋团队在国际上率先开发了氯化锆锂（Li2ZrCl6）低成本的卤素类固态电解质 ， 具有非常重要的应用前景 。与此同时 ， 空间电源所的汤卫平团队开发出了目前室温离子电导率最高的氧化物电解质 ， 这类材料可能会为未来更安全更高性能的全固态电池和混合固液电池提供重要的选项 。
广泛使用的氧化物固态电解质包括石榴石结构的锂镧锆氧（Li7La3Zr2O12） ， 中科院物理所深入研究了这种材料在空气中的稳定性 ， 理解了在空气中的质子交换的反应 。同时 ， 清华大学的南策文团队也深入地研究了这种材料在遇到金属锂负极的时候 ， 锂枝晶穿透氧化物固态电解质的行为 。中科院物理所的禹习谦团队采用中子成像的技术 ， 深入研究了具有三维构造微观结构的全固态电解质体系中金属锂的沉积行为 ， 发现三维孔道结构可以缓解体积的膨胀 ， 抑制锂枝晶的生长 。
另外 ， 开发固态电池和全固态电池中非常关键的 ， 是希望能够把电池充到高电压 ， 但是充到高电压以后正极具有比较强的氧化能力 ， 怎么能降低这样一个氧化能力 ， 同时允许电子离子传输呢？李泓表示 ， 在2018年之后 ， 物理所团队一直致力于开发超薄固态电解质包覆正极的解决方案 。目前在针对消费电子类的高电压钴酸锂、以及针对动力的三元材料方面都取得了重要的进展 ， 并且证明这种固态电解质包覆的正极具有高的热稳定性以及电化学稳定性 ， 是高电压正极材料非常重要的一个解决方案 ， 这也是在中国的原创 。
在负极这一侧 ， 进一步地提高能量密度 ， 国内外很多团队都提出了无负极金属锂电池的解决方案 。无负极金属锂最重要是要防止锂析出 ， 控制锂的沉积形态 ， 物理所的索鎏敏团队 ， 采用了液态金属超薄涂层 ， 显著地提高了锂的沉积效率 ， 防止了锂枝晶在负极的生长行为 ， 研制的原型电芯也达到了400Wh/kg以上 。
研发固态电池的核心目的是为了提高安全性 ， 但是固态电池是否绝对安全呢？今年的一篇《焦耳》的文章引起了行业内广泛的关注和讨论 。就是在高比能金属锂电池 ， 即便是全固态 ， 也存在着热失控的行为 。实际上这种热失控行为中科院物理所也在2020年以来的系列研究证明了 。