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    中国科学院院士、南开大学副校长陈军:我国有望在1-2年内攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池

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      “全固态电池已成为全球电池科技的竞争焦点,以固态电池为核心的电动汽车有可能改变未来产业布局。”4月10日,中国科学院院士、南开大学副校长陈军在第十二届储能国际峰会暨展览会上表示,我国有望在1至2年内,攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池研发。

      电池是将物质的化学能与电能进行转化的装置。以锂离子电池为代表的二次电池作为一种可逆充放电池,可多次重复充放电循环,在储能和动力领域发挥着重要作用。

    中国科学院院士、南开大学副校长陈军:我国有望在1-2年内攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池

      陈军指出,当前,锂离子电池面临四个重大挑战,亟待系统性突破。一是安全与寿命难兼容,安全事故频发;二是现有体系能量与功率密度接近理论极限,难以满足多场景应用中长里程、快充放等需求;三是锂资源缺口巨大;四是极端环境的适应性不足,遇冷则弱,遇热则危。

      “全世界做电池的人都在想办法解决高能量密度电池的安全性问题。传统的液态体系包含可燃电解液,而固态体系以固态电解质代替电解液和隔膜,具有更稳定的界面,不会像汽油那样‘啪’ 地一下着火,安全性得到很大提升。同时,固态电池在能量密度方面也极具优势,可将其由当前的250Wh/kg提升至约1000Wh/kg。”陈军介绍说。但他同时也表示,虽然目前已出现样品概念的全固态电池,但其走向产业化仍面临多重挑战,包括固态电解质材料稳定性、界面结构、系统集成、成本等方面。

      同时,全固态电池正面临严峻的国际挑战。从各国研究进度与目标看,早在2020年,韩国三星SDI就已宣称研发出能量密度900Wh/L且循环寿命超过1000次的硫化物全固态电池;日本方面,目前,丰田在固态电池技术方面申请的专利数量居全球首位,已从最初的材料探索,逐步转移到电芯的试制,并宣布于2027年或2028年实现固态电池量产。“建议我国加大支持力度,形成产学研用贯通式发展,以抢占该领域的科技制高点。”陈军表示,我国有望1至2年内,攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池研发。

      新型储能电池体系的建立需要新理论、新机制、新材料、新范式。陈军指出,除了推进全固态开放体系,还需摆脱“资源依赖”,建立电池新赛道,发展钠离子电池、有机液流电池、锂氟化碳电池等多元化技术路线,实现从“锂—无机”到“钠—有机”的超越。

      而随着新一代人工智能技术(AI)的突破,云计算、大数据等技术也将进一步驱动电池体系的精准智能研究。陈军表示,长期以来,电池新材料的研究通常需要人工试制,不仅投入大、耗时长,还存在诸多不确定性。“利用AI+筛选材料机器学习,构建模型,可预测筛选海量电池材料可能的组合,大大提升实验效率,赋能材料创制。”陈军说。

      来源:中国电子报

      作者丨张维佳

      编辑丨赵晨

      美编丨马利亚

      监制丨连晓东

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