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发展固态锂电池产业几点建议

[日期:2019-12-02]   来源:新能源汽车报   作者:   [字体: ]

近年来,包括特斯拉在内的多起新能源汽车自燃等事件引起了人们对动力电池安全问题的广泛关注。与传统液态锂电池相比,固态锂电池具有安全可靠性更好、能量密度更高、应用场景更广等突出优点,是新能源汽车的理想动力来源,有望成为下一代动力电池。目前,不少国家纷纷加快布局抢占固态电池发展制高点。虽然我国的动力电池行业发展迅速,已在国际竞争中占有一定优势,但要保持领先和产业持续发展,更应加强前瞻布局,加快推动固态锂电池的发展。

随着科技发展,我国电池制造体系也日趋完善,在政策引导下,国内电池企业及其上游材料生产企业快速发展,积极引进和研发先进制备技术和工艺,部分关键材料已处于国际领先地位或达到国际先进水平,完备的电池制造体系为固态锂电池快速产业化奠定了坚实的基础。

在固态锂电池研发上,我国各高校、科研院所和企业共同发力,积极推动固态锂电池关键材料的研发和产业化,在消费电池领域率先实现氧化物电解质固态锂电池产业化,形成了聚合物电解质、氧化物电解质、硫化物电解质三条发展路线上多点开花的创新格局。

虽然我国在固态锂电池领域有着良好的产业基础,但仍旧面临如下问题。

第一,研发力量分散,缺乏统筹协调。目前我国固态锂电池的研发主要是高校、研究院所和企业自发进行,缺少自上而下、统筹全局的总体设计,造成研发力量分散。一些国内机构独立选择研发路线,且因为商业保密导致沟通不畅,许多共性技术的研发重复投入,浪费资源。在一些重大技术难题上,在缺乏统筹设计的情况下难以集中力量进行突破。在日本、美国、韩国等国家加速布局抢占固态电池发展制高点的国际背景下,我国急需加强统筹协调,增强产业竞争力。

第二,关键技术受制,产品附加值低。目前,我国部分高端产品仍依赖进口,关键核心技术受制于人。

第三,行业标准缺失,应用推广不畅。固态锂电池相关的行业标准缺失,会影响固态锂电池上下游衔接,协同发展困难重重。还会造成关键材料及产品质量参差不齐,固态锂电池成本居高不下,不利于固态锂电池产业化推进和市场推广。

对于推进我国固态锂电池关键材料发展,笔者提出如下建议:

首先,要加强顶层设计,健全产业创新体系。一是建立固态锂电池产业创新联盟,针对不同应用场景、不同电池路线、关键材料制备、性能诊断测试等各个环节进行技术评估,制定固态锂电池技术开发全景图,在共性产业技术及核心关键技术上集中力量攻关突破。二是加强国内固态锂电池创新资源共享,统一整合国内固态锂电池关键材料领域的人才资源、仪器设施资源、研发文献、优质标准、科技成果等,加强数据融合与知识深度挖掘,实现研发周期和成本双缩减。

其次,要突破核心技术,打通产业化道路。一是强化基础研究。通过国家重点研发计划、地方重点科技项目、创新项目等引导高校及科研院所加强对固-固界面结构特征,离子、原子或分子扩散传输,空间电荷层,表面结构优化,界面稳定机制等基础机理研究。二是加强产业化推进。通过产学研合作项目、产业化培育项目、税收优惠政策等引导国内研发机构和企业采用多种联合创新模式,汇聚多领域、跨学科人才,加强对高性能固态电解质、高比容量正极材料、纳米锂合金复合物负极材料、超薄铝箔/超薄铜箔等关键材料的研发,突破电极与固体电解质膜的大面积、高速度制造等电芯技术等。

最后,要加快标准建设,增强国际影响力。一是支持并鼓励社会组织和团体抓紧确定一批行业急需的标准和产品标准,方便国内固态锂电池上下游企业进行协调交流。二是组织上下游企业和相关科研院所,从固态锂电池的术语定义、电池设计、关键材料制造、电池管理系统、安全评估、性能测试、设备配置等多个环节入手,开展相关标准制定工作,指导行业快速协调发展。三是引导鼓励企业加强固态锂电池标准的国际交流与合作,参与国际标准制定过程,推进优质标准国际化,为全球固态锂电池标准建设贡献自己的力量和智慧。


 





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