【壮凌自动化冠名】雷洪钧博士观点｜全固态电池科研项目结题了,商品化还远吗?

摘要：全固态锂电池的规模应用至少还要5-8年的时间。

据报道：经过五年努力，由中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头承担的纳米先导专项“全固态电池”课题日前通过验收。

下面对这一新闻事件予以解读:”全固态电池科研结题,商品化还远吗?”供同行参考。

1.中国新能源汽车发展形势喜人，但是业内人士却高兴不起来

①汽车工业协会统计显示，2018年9月，新能源汽车产销分别完成12.7万辆和12.1万辆，同比分别增长64.4%和54.8%。其中，纯电动汽车产销分别完成10万辆和9.4万辆，同比分别增长56.1%和47%；插电式混合动力汽车产销均完成2.7万辆，同比分别增长104.3%和90%；

②中汽协数据显示，1至9月，我国新能源汽车产销保持稳健增长。其中，纯电动汽车产销分别完成55.46万辆和54.05万辆，比上年同期分别增长58.94%和66.19%；插电式混合动力汽车产销分别完成17.99万辆和18.08万辆，比上年同期分别增长138.04%和146.87%；

③根据中汽协1月11日公布的2017年12月新能源汽车产销情况显示，2017年12月新能源汽车合计生产14.9万辆，环比增长17.9%，同比增长68.5%。销量方面，合计销售16.3万辆，环比增长32.3%，同比增长56.8%。2017年1-12月，新能源汽车生产79.4万辆，同比增长68.5%，销售56.8万辆，同比增长53.3%。

以上数据表明，中国新能源汽车发展形势喜人。但是业内人士却高兴不起，其原因有：

据不完全统计，2018年已发生几十起新能源汽车起火事件。在发生的这些起火事故中，三元锂电池占比近六成，磷酸铁锂电池占比一成。9月25日，工信部发布了关于开展新能源乘用车、载货汽车安全隐患专项排查工作的通知。工信部要求各生产企业对新能源乘用车、载货汽车等产品进行安全隐患专项排查工作，并在今年10月底前完成。

其中，对于出租车、网约车、物流车等高使用强度的运营类车辆，应按照行驶里程设定自查比例，行驶10万公里以下的自查比例不低于10%，行驶10-20万公里的自查比例不低于20%，行驶20-30万公里的不低于30%，30万公里以上和装用使用中出现故障较多动力电池（如沃特玛电池）的应全检。

一句话，新能源汽车安全事故频繁地发生，源于目前锂离子电池在机理层面有发生安事故全潜在因素。后续的种种措施，仅仅是有部分效果，但是不能杜绝安事故全的发生。工信部的要求是对的，但是要按照行驶里程设定自查比例，无论整车厂和动力厂家，其任务是繁重的，很难高兴得起来。

2.全固态电池有什么特点及优势

二次电池的发展经历了从早期的铅酸电池，到后来的镍镉、镍氢电池，再到现在已商用化的二次锂离子电池。二次锂离子电池目前从磷酸铁锂电池到三元电池。三元电池又有：

①2017年底到2018年的主流产品是333和532；

②2018年622进入中试阶段；

③2018年811属于小试、研发阶段，再用两年的时间可以进入市场的产品。

全固态锂电池从20世纪50年代就开始研究，已历时半个多世纪。近年来，面向电动汽车应用的全固态锂电池终于开始从实验室走出来了。

全固态锂电池，是一种使用固体电极材料和固体电解质材料，不含有任何液体的锂电池，主要包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池，差别在于前者负极不含金属锂，后者负极为金属锂。

①从技术发展趋势来看，相比液态锂离子电池，全固态金属锂电池有可能具有安全性能好、能量密度高和循环寿命长等优点；

②从出现的时间节点来看，全固态金属锂电池要早于液态锂离子电池，只不过在早期，全固态金属锂电池的电化学性能、安全性、工程化制造方面一直无法满足应用要求；

③近年来，固体电解质材料，特别是硫化物电解质材料在离子电导率方面取得了重大突破，因此全固态锂电池技术渐渐开始引起世界范围内的研发机构和大型企业的重视。

从上面的表述中，可以基本理解，中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头承担的纳米先导专项“全固态电池”课题，是经过五年努力，才通过日前验收的。

3.认识中国科学院宁波材料技术与工程研究所的必要性

中国科学院宁波材料技术与工程研究所（简称宁波材料所），位于宁波市高教园区北区，是中国科学院（简称中科院）在浙江省建立的首家国立研究机构。实行理事会领导下的所长负责制，理事长：施尔畏（中国科学院副院长） 、副理事长金德水（浙江省人民政府副省长）、余红艺（宁波市委常委、宁波市人民政府副市长） 。

所长、党委书记是崔平，博士，研究员， 博士生导师。曾作为guestscientist在德国萨尔大学、意大利第三世界科学院理论物理中心、日本京都大学材料科学与工程系工作，在日本国立材料科学研究所访问研究。作为项目负责人先后承担了国家自然科学基金项目、863项目、数项中国科学院重大和创新项目、数项安徽省科研项目、国家烟草总局项目以及数项企业开发项目。作为主要研究人员，曾获中科院科技进步一等奖、中科院自然科学二等奖、常州市科技进步二等奖，本人曾获中科院院长奖学金、安徽省人民政府特殊津贴、国务院特殊津贴、宁波市科技创新推动奖、中科院朱李月华优秀教师奖。发表论文40多篇，申请专利10多项，译著1本：《纳米材料》(94年原子能出版社出版)。主要从事纳米材料和内耗研究。目前重点研究有机/无机纳米复合高分子材料的制备和物性、纳米材料的应用以及固体缺陷的内耗研究等。

4. 纳米先导专项“全固态电池”课题验收基本概况

①“全固态电池”课题等级水平：

中国科学院重大科技任务局组织的“变革性纳米产业制造技术聚焦”战略性先导科技专项（A类）（简称“纳米先导专项”）“全固态电池”课题验收会。

②验收专家组成员：

由同济大学教授黄云辉担任组长，同济大学、中国科学院化学研究所、中国电力科学研究院有限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所、国防科技大学等单位的10名专家组成。

黄云辉：博士生导师，校学术委员会委员，材料科学与工程学院院长，“大型电池关键材料与系统”教育部重点实验室主任，华中科技大学-武汉钢铁集团联合实验室主任。

③课题负责人：

中科院宁波材料所姚霞银研究员、许晓雄研究员，中科院物理所李泓研究员；

④课题研究团队取得的业绩

纳米先导专项“全固态电池”课题研究团队经过5年的努力，取得了一系列成果，共计发表研究论文28篇，申请国家发明专利49项，其中授权9项，培养博士8人，硕士12人。完成技术转移转化2项，包括在该课题的基础上，江西赣锋锂业股份有限公司借助宁波材料所的技术，在宁波当地投资5亿元人民币，成立了浙江锋锂新能源科技有限公司，筹建亿瓦时固态动力锂电池生产线；

中科院物理所与北京卫蓝新能源科技有限公司合作，在江苏溧阳成立了江苏卫蓝新能源电池有限公司，目前已完成A轮融资，估值10亿，正在建设电池中试线。

⑤课题研究团队的贡献价值

本课题在实施过程中，开发了一系列高性能固态电解质材料、基于原位固态化的混合固液电解质电芯以及全固态锂电池单体。

①对推动下一代高比能、高安全性动力电池技术的应用具有显著的支撑作用和指导意义；

②形成了全面的从材料研发到电池集成的创新能力，为发展我国新型高安全性长寿命的动力电池技术奠定了坚实的科学和技术基础，

③对早日实现国内全固态锂电池的规模应用具有深远影响。

5.全固态电池商品化（市场化推广）还要多长远时间？

综上所述，这一新闻事件，其权威性，科学性、贡献价值的不容置疑。从事新能源汽车的企业家、投资家要急于想知道的，全固态电池商品化（市场化推广）还要多长远时间？

①“全固态电池”课题日前通过验收，仅仅是表明，科学家的任务已经完成；

②固态动力锂电池生产线的建设资金开始起步筹措，要到位至少半年以上，生产线建设周期至少2年，即2020年6月以后了；

③产品的研发阶段，产品样件小试到实现批量上线至少2年，即2022年6月以后了；

④产品到客户验证至少1年，即2023年6月以后了。

笔者乐观估计，全固态锂电池的规模应用至少还要5-8年的时间（2025年以后了）。

注：本文作者雷洪钧博士为扬子江汽车公司高级工程师，中科智能网联汽车科学院院长，中国新能源企业家俱乐部副秘书长。