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他已从事锂电池研究48年,开创了我国固体离子学研究新的学科领域,半个世纪来荣誉等身:国家自然科学一等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、中国科学院科技进步特等奖、国际电池材料协会终身成就奖……他也被认为是中国锂电产业奠基人,是我国锂电池方向的开拓者和引领者。他就是固体离子学和新能源材料专家、中国工程院院士陈立泉。
本期新华对话由业界资深科技投资人黄郑主持,邀请固体离子学和新能源材料专家、中国工程院院士、中国科学院物理研究所研究员陈立泉,围绕“电动中国”概念、全固态电池的研究、新能源行业发展等问题进行交流与探讨。
黄郑:全固态电池目前研究进度如何?在产业化方向将会有哪些值得重点关注?
陈立泉:我到这个领域里来就是为了固态电池。1976年国家派我到德国马普固体所学习晶体生长方面,但当时全所都在研究一种新的叫氮化锂的晶体材料,可以用于做电池、驱动汽车。我马上就写信回国讲这方面工作的重要性,并且申请改行。由此国内就成立了“固体离子学”这一跟固态电池有关的研究领域。我回国以后也马上得到科学院、科技部的大力的支持,比如第六个“5年计划”开始就大力支持固体离子学,后来基金委也给予研究工作大力支持。1988年,第一块固态锂电池在物理所诞生。2000年,国家出台新能源汽车计划,开始发展用电池驱动汽车。
为什么在车上要用固态电池?因为液态电池有两个问题,一是能量密度从300瓦时/公斤再提高有难度,二是安全性问题,如果电池一旦内部短路升温,作为电解液的有机溶剂就可能产生化学反应。由此我们就提出发展固态电池。2015年,在北京物理所正式开了“第一次固态电池会”,当时我提出来希望5年以后能把固态电池产业化,但2017年卫蓝新能源就成立了,赶超迅速,现在也一直还处于世界领先地位,我相信我们领先地位会继续保持。目前国家对固态电池很支持,投资也相当大,我相信我们能够做得更好。
黄郑:是的,全固态电池是接下来发展新能源的一个重要里程碑,但这里面有不同的技术路线,哪些领域有可能进一步突破?全方位实现全固态电池的产业化。
陈立泉:现在国家是把它分成了几个方面,比方说氧化物、聚合物、硫化物,但实际上还可以再细分。比如硫化物可以加上聚合物,氧化物也可以加上聚合物,因为聚合物是有机的,硫化物、氧化物是无机的。但美国、韩国、日本都偏重于硫化物,因为他们研究硫化物的时间比较早,而且它电导率最高。但我个人更偏重于氧化物,因为氧化物比较稳定,同时便宜,所需要的原材料国内都有,不会因为缺原材料来影响发展。
另外,为了能把锂离子电池能够固态化,我们提出了“原位固态化”的概念,即现在锂离子电池的所有工艺、设备都不变,把液体电解质原位地变成固态,现在卫蓝新能源做的360瓦时/公斤的电池就是原位固态化的电池。总之,我们肯定要做出一种新的国际上没有的颠覆性材料,这个材料有没有?我的脑子里肯定是有的。我是希望3年到5年内能够把固态电池产业化,也有信心做出来。韩国、日本是(目标)2027年,我们肯定在2027年之前做出来,比如2025年或2026年出来。
黄郑:是的,我们拭目以待,也期待在不远的将来,我们在相关产业链能够实现更加持续性的重大突破。
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