南策文院士

固態電解質最看好LLZO

固態電池的關鍵材料固體電解質的研究，是決定固態電池可否實現產業化的根本因素。目前研究最多的固體電解質包括石榴石型氧化物(LLZO)、NASICON型氧化物、硫化物和聚合物固體電解質四種，南策文院士最看好LLZO，他認為LLZO的綜合性能最為優異，具體表現在以下幾個方面：

(1)LLZO具有的離子電導率以及可達到的面電阻可以滿足應用的需求;

(2)LLZO粉體材料可以在大氣環境下實現規模化生產;

(3)LLZO在化學上對鋰金屬穩定，為鋰金屬負極的使用提供了可能，LLZO的電化學窗口寬，可以和高電壓正極相匹配，這些都為高能量密度固態電池的實現提供了材料基礎;

(4)近幾年來，越來越多的研究人員關注LLZO的研發，澄清了很多制約LLZO應用的瓶頸問題的關鍵機理，并給出了切實可行的解決方案。

對于多久才能將LLZO固態鋰電池才能投入實際應用，南策文院士的看法是在未來的5-10年投入實際應用。在一些特殊的應用場合，例如醫用或軍用高溫電池，可能LLZO固態鋰電池會更早地進入應用。隨著科學技術不斷的進步，以及研究人員對固態電池認識的不斷加深，都會縮短LLZO固態鋰電池投入實際應用的時間。

成本問題不是最大的瓶頸

南策文院士認為全固態鋰電池的倍率性能整體偏低等問題，都是科學技術問題，需要慢慢解決。成本問題不是最大的瓶頸。任何新技術、新產品剛一開始出來，成本都較高，一旦生產技術成熟、產量上去了，成本自然而然就能下來，所以成本是工業界解決的事情，不是學術界能解決的問題。

固態電池一定要走向實用化、規模化

南策文院士認為固態電池一定要走向實用化、規模化。如果一直在紙上談，肯定不行。一個新技術出來，在熱了一段時間后，一定要慢慢往產業應用方向走，哪怕邁出一小步也可以，但不邁出去不行。目前有不少大型公司，特別是國際知名車企，都宣布要量產固態電池，并制定了各自的發展路線計劃。

南策文院士近年來在固態電池方面的成果一覽

★ 新型鋰電池陶瓷材料產業化項目落戶盱眙

2018年4月清華大學南策文院士團隊將新型鋰電池陶瓷材料產業化項目落戶盱眙。據了解，該項目投資3億元，開展全固態薄膜電解質——鋰鑭鈦氧和鋰鑭鋯鉭氧等陶瓷材料的研發及產業化，項目計劃兩年內建成年產1800噸鋰離子固態電解質陶瓷材料和1200噸富鋰錳基正極陶瓷材料生產線。

★ 固態電池實現量產

2018年11月19日，由清華大學南策文院士團隊創建的蘇州清陶新能源科技有限公司內，可日產1萬只固態電池的固態鋰電池產線正式投產，電池能量密度可達400Wh以上，產品將主要投用于特種電源、高端數碼等領域。南策文研究的固態鋰電池自主研發成功并實現量產對車企意義重大，將推動新能源汽車發展。

★ 固態鋰電池電極-電解質接觸問題的研究取得重要進展

中國科學技術大學馬騁教授課題組和清華大學南策文院士團隊在鋰電池固態電解質的研究上取得重要進展。研究者使用球差校正透射電鏡對固態電解質和電極材料的界面進行觀測，發現富鋰層狀結構的正極和鈣鈦礦結構的固態電解質之間可以形成外延界面。該方法的提出為克服固態電池中電極-電解質接觸差這一瓶頸提供了新思路。

★ 高電導硫化物/聚合物復合電解質助力高性能全固態鋰硫電池

全固態鋰電池(ASSLBs)具有較高的理論容量和良好的安全性，被認為是未來能源存儲設備的理想選擇。在各種固體電解質中，具有高離子導電性、制備方法方便和低界面阻抗等優點的硫化電解質備受關注。然而含無機固態電解質的ASSLBs通常具有較厚的電解質層(大于1mm)，這顯著降低了電池的能量密度。因此，制備一種具有自支撐性能的低厚度高電導的電解質層是實現高性能ASSLBs的關鍵。

基于此，清華大學南策文院士和李亮亮副研究員通過液相法制備了一種厚度僅為120μm且具有自支撐性能的78Li2S-22P2S5玻璃陶瓷(7822gc)/聚合物復合固體電解質膜。在加入鋰鹽的條件下，該7822gc/PEO或7822gc/PVDF復合電解質的室溫電導率可達4-7×10−4S cm-1。該復合電解質膜的面積電導高達59.0mS cm−2，約為純7822gc電解質片的2.7倍。

南策文院士認為固態電池大規模應用，比如成為動力電池，可能還有一段時間。但是可以先做特種電池，比如軍用電源、數碼領域、石油、電力等行業，已經開始有應用。動力電池領域更多是在試驗檢測階段，目前要解決的首要問題是安全。所以固態電池一定會實現產業化，只是還需要時間!