5月24日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。赣锋锂业/浙江锋锂新能源科技有限公司许晓雄博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

我是许晓雄，之前在中科院宁波材料所，现在为了把固态电池的梦想从白日梦变成中国梦一步步走向现实，开始进入产业化的工作。今天讲的课题可能跟实际应用、规模化的应用还有一点距离，现在有一些实际应用的技术产品在推进，这里给大家提供一个思路，希望把刚才张博士讲的金属离的应用，固态锂电池的思路给大家分享。

固态电池的优点就不多讲了，跟未来的锂空气电池、锂硫电池，解决保证安全的情况下能量高，当然规模下是一个降本的过程。固态电池现在应该说研究的比较热，产业化方面也是比较热门的。现在在全世界范围内，我们梳理了一下，真正做产业化的企业还是比较多的。国际范围内，真正现在用金属离为负极的大容量电池应该是有的，而且已经商业化了，就是法国的波特路车是来自于魁北克的技术，基于聚合物电解质固态电池的容量已经做到75安时，循环性还是不错的。另外的企业，包括丰田、三星，还有这些企业都在很大的投入关注这一块。国内现在主要还是以科研机构为主，国内做固态电池的研究已经很多年了，只是这些年大家关注度又重新恢复，使更多的机构，尤其是科研院所和高校，据我们了解还是有超过30个团队在做这个工作，而且我们国家层面，科技部、工信部对这一块比较有大的支持，尤其是今年，都有大的重点研发计划在支持这一块的工作。

产业化方面，宁德时代早期一直在追踪这一块，而且有比较不错的进展，更重要的还是起了引领的作用，原来它是中国动力电池的老大，现在是世界的老大，它这一块的关注还是能给大家信心。

赣锋主要是想做一些转型，希望从材料到电池做全产业链的布局。有人讲过固态电池或全固态的电池现在可能缺乏比较系统的评估，大家都说到安全。到底有多安全呢？可能缺乏一个系统的评估。把我手头的一些资料整理了一下，现在能够分享的就是包括像丰田之前曾经做过的实验，以钴酸锂金属离为体系的电池不大，也能够经过一些极端的测试。早期在宁波材料所在中科院的支持下做的电池，也是通过了一些我们自己做的极端测试，比如说玩者、剪切，在空气中火烧，这是全固态电池的表现。

刚才张博士讲的，我们现在做一个过渡的产品，比如说固液融合，我们做了10毫安时或30毫安时的体系，现在在国内的安全标准下，包括侦测、解压各方面的测试都可以通过，尤其是用高裂的体系，所有的数据跟大家分享的，相对来说给我们的知识就是确确实实是比较安全的，在现有的电动汽车的测试指标都可以通过。更详细的测试，测试的指标或标准，现在在国内还是要抓紧来推进。

接下来跟大家讲的是，安全的问题解决了，固态电池的能量密度高，为什么它能量密度高？我们进行一个拆解计算。如果说把固态电池按锂离子的电池来分负极、电解质、正极，进行推算可以发现，如果用811或NCA为正极，金属离为负极，正能量密度有可能超过50瓦时/公斤，这是一个理论推算，实际上这就是一个梦想。做这么高的能量密度，做全固态，但是它的循环怎么样呢？规模化怎么样呢？这就是问题。

如何解决这个问题？把金属离的负极，不用纯的，用复合的负极，比如说含锂负极材料，锂硅负极、锂碳负极等等这类的材料。在负极变成复合材料之后，负极的重量增大了，导致电池的重量增加，能量密度降低了，如果替换负极以后把能量提升，就是隔膜这一块降低，如何降低隔膜的重量。对固态隔膜来说，现在用的高分子的隔膜质量是比较轻的，密度不超过1。聚合物的PEO加锂复合体系就涉及到有机、无机复合，应该采用什么材料。通过左边的表会发现就是硫化物材料，采用硫化物与高分子复合的隔膜体系，是有可能实现全固态电池400瓦时/公斤的指标，同时保持一个相对比较长的循环。

围绕这个工作我们做了哪些事情呢？首先要有硫化物的复合，要有硫化物的材料。这么多年我们是站在巨人的肩膀上做了更多的开拓性的工作，因为毕竟他做那个工作的时候是1999年，我们相信整个科技和技术还是在大幅的进步。锂离子电流湿温可以达到要求，甚至跟金属离的关系也不错。赣锋也在做硫化锂的规模化生产，成本要是可控的话，这样的材料可用，我们做一些工作，包括对金属离的稳定性，对溶剂的稳定性，对正极的稳定性，做了一些工作，也有不错的进展。

还有一个问题出现了，在空气中的稳定性还是有问题的，接下来我们做了一些工作，比方说通过计算，跟物理所的合作，通过稀氧共参提升在空气中的速度，进展是非常不错的。同时保证它在比较大的窗口，现在可以达到10的负三状态。基于前面的基础之上解决在空气中的稳定性，同时保证比较高的电导力。

要做有机的复合，物理的复合是一个方式，同时进行原位的结合，解决截面的问题。我们的目标是希望，或者说现在已经实现厚度在20微米，跟现有常规的PP或PE膜的厚度是比较接近的，达到0.5毫系，在工作的情况下温度提升一点。

采用高电压的正极材料，我们还是对高分子类的体系做了一些改进，包括一些介质，还有无机的复合。比方说我们早期做的GPS的复合，复合的量不大，5%以内就能够有一个提升，基于这样一个思路后期我们做了价格相对比较低的锂磷硫的符合。物理符合，硫化物的分散不太均匀，在电池使用过程中，电流的均匀性会差。我们后期做的工作，用原位的复合方法就能够实现这样一个复合电解质的置备。右下脚的图可以发现，确实可以增强硫化物的均匀性，基于此，后期做应用的时候也有比较好的改善。原理电池中的一些数据（PPT）。

根据前面我讲的这些，我们在一个复合的电解质上已经取得了进展，应用在哪呢？首先作为一个很薄的截面来改性跟金属离的结合，是有比较明显的结果，而且可以跟金属离是一个长期的上千个小时的循环稳定性。正是基于此，我们实现了电池的长循环工作。我们对正极也实现了原位的置备，把正级很均匀很少量的包附在正极的表面。

再一个应用，我们把它装到电池里面，比如说前期做了面积比较大的6×8厘米的电池，怎么实现EC60度一千循环，同时在40度也能工作，到100度也可以工作。另外，把三元的电压高一点，比如说充到4.3伏，现在都可以应用这样的电解质体系，也能够实现循环，这是小的电池。同时，我们也做了一些安全的测试，增次之后会短路，拔出来可以恢复，整个循环下来都有比较好的状态。

最后跟大家展示我们把隔膜做成一个大的面积，用这样一个大的面积替代现有的高分子隔膜，我们做了2安时的电池，现在正在做能量大一点，这个倒是不太难，容量密度还可以进一步提升。

提问：这个技术可能会革隔膜的命，我想问一下真正的全固态产业化大约需要多长时间？成本预测会怎么样？

许晓雄：按现在的理解，全固态用金属离为负极，看用在什么领域，如果用在汽车上还有一段距离要走，现在这个电池的循环性不是太好，现阶段才测到100多次，已经开始感觉有衰减，后期这是一个压力，来提高循环。第二，降本的压力倒不是太大，隔膜的置备也已经打通了这个环节，硫化物的复合量也不大，金属离的制备也是完全可的，正极跟现有的高电池是一致的。

提问：我们用固态电池大家都认为不会出锂质晶，或者是某种程度的锂质晶，这个电池在40度循环的时候，循环到最后，把电池打开，是不是见到锂金属了？经过储存以后是不是见到锂金属了？这是很头痛的问题。很早以前几百万的电池做，做了以后结果都是循环很好，一千次没有问题，到最后就是锂质晶的出现，电池一碰就炸。做所谓的固态电解质有没有锂质晶的系数。

许晓雄：有机无机符合比较有效的抑制锂质晶的产生，如果要避免可以在表面进行保护。如果用单直流为正极，确实发现锂质晶焚化的很厉害，作为一个锂，真正的循环中锂还是来自于正极，通过控制金属离的厚度来控制它的效率，还是有比较大的效果。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）