欧阳明高院士：固态电池研发攻关要坚持“三步走”战略

　　8月29日至9月1日，第二十届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛在天津滨海新区举办。在8月31日举行的开幕大会上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高发表了题为“中国动力电池发展历程、技术进展与前景展望”的主旨演讲。

　　“这么多年来新能源汽车为什么会爆发式增长？主要取决于锂离子电池的技术突破。”欧阳明高表示，动力电池2000—2030年是一个完整的技术周期，第一个十年，动力化开始落地，主要遇到的问题是安全，安全问题直到今天还没有彻底解决。第二个十年人工智能革命和智能电池，就是电池的全生命周期智能化，降本提效。2020年开始进入第三个十年，到2030年重点就是材料体系创新，就是固态电池。

　　与很有网友希望的一蹴而就，一步到位的想法不同，欧阳明高院士认为固态电池的研发要遵从“三步走”战略。第一步重点攻关固态电解质；第二步重点攻关高容量复合负极；第三步重点攻关高容量复合正极。

　　针对固态电解质的研发攻关，欧阳明高院士提出了具体的目标。他说2025年要以200Wh/kg和400Wh/L为目标，打通全固态电池技术链，三元和石墨正负极基本不变，确立主体电解质；到了2030年，要以300Wh/kg和600Wh/L为目标，特种商用车应用为主要场景，三元和硅碳正负极，优化固态电解质体系（主体电解质+补充电解质），实现在电池层面大于4C的倍率性能和5000的循环寿命。

　　当前，固态电解质的主流方向还是硫化物固体电解质，硫化物电解质本身的问题大部分解决，包括工艺、安全。欧阳明高院士强调，这不是说固态电解质电池就安全了，不是所有的固态电解质都安全，重点在研究固－固反应，这种反应可以比气－固反应的安全性能提升一倍。基于此，三元电池安全性提升到磷酸铁锂电池这个完全可以做到的。

　　对于复合负极的研发攻关，欧阳明高院士认为，2030年以400Wh/kg和800Wh/L为目标，高性能乘用车应用为主要场景，进一步发展高比容量高硅基负极，实现在电池层面大于3C的倍率性能和1500的循环寿命；2035年以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，进一步发展高比容量锂金属负极（锂金属载体或功能层）。

　　现在整个电池行业最核心的技术变革就是硅碳负极，整个锂离子电池行业、手机行业都采用了。但是硅负极膨胀太厉害了。为了解决这个问题，欧阳明高院士团队提出了一步法制备硅碳负极技术。欧阳明高院士称，该技术具有低成本、低能耗和低碳化等优点，硅碳负极材料可达到高比容量、长循环寿命和高首次库伦效率的目标。

　　目前，硅基负极在国内有两条技术路线，大部分技术路线都是由美国主导的硅烷气，在多孔炭上化学器上成集，现在国内大多在学这个路线。欧阳明高院士团队采走的是另外一个技术路线，采用高锂离子导率、低电子导率的材料作为界面修饰材料，提高硅碳负极材料和硫化物电解质的界面稳定性，实现硅碳负极材料优异的循环性能。该技术路线不仅稳定性更好，容量相当，同时成本大幅下降。

　　“三步走”战略的最后一步是复合正极。欧阳明高院士表示，2035年要以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，进一步发展高电压高比容量富锂正极；2040年以700Wh/kg为目标，发展锂硫和锂空气电池。

　　“正极现在听说有700瓦时以上的电池，我认为至少汽车是不能使用的，现在还不可能，说能的都是在打广告。”欧阳明高院士称，我们最后的正极可能是往锂-硫电池、锂-空气电池这样的方向去提升，用在轿车上每公斤700瓦时。不过他认为，如果大规模生产的话，至少还需要十年的努力。

　　欧阳明高院士判断，锂离子动力电池技术变革进程会长期持续，但是对于中国来讲，高比能全固态电池与低成本、长寿命锂离子电池对中国动力电池产业同等重要，要双轮驱动。