上海硅酸盐所张涛：实现电解质材料的稳定性和界面适配性是关键

电池百人会第二届“木兰荟”女企业家峰会现场

电池百人会-电池网8月8日讯（夏末 山东青岛报道）8月8日，电池百人会第二届“木兰荟”女企业家峰会于中国·青岛·星光岛（世界东方影都）顺利召开，本次峰会由中关村新型电池技术创新联盟与电池百人会联合主办，旨在汇聚女性领袖智慧与力量，破解新能源产业发展瓶颈，推动技术创新与产业融合。峰会现场，来自电池及新能源领域的优秀女企业家齐聚一堂，围绕 “柔韧并济，创变未来：女性领导力引领新能源产业蝶变升级”主题，共话女性领导力在新能源产业发展革新路径，探讨行业高质量发展之道。

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、能源材料研究中心主任张涛

8日上午，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、能源材料研究中心主任张涛在峰会上发表了题为《固态电池的前世今生及未来》的主题演讲，分享了固态电池研发过程、发展趋势、固态电解质表面配位技术、产业化进展等，电池网摘选了其部分精彩观点，以飨读者：

张涛提到，2024年全球固态电池市场规模在5GWh-10GWh区间，根据行业预测，2025年预计将达到15GWh，而中国在其中占比份额达70%。到2030年，全球固态电池市场规模预计将达270GWh，计算下来年复合增速将会在78%。

其中，在动力电池领域，固态电池渗透率还比较低，目前小于1%。预测到2030年能够达到10%。对于不同的应用场景，其渗透率也不一样。对于低空经济的飞行器以及机器人等新兴行业，固态电池的渗透率可达到更高。

技术路线上，亚洲对硫化物电解质关注较多，硫化物占比达到50%以上，其次为氧化物、聚合物。北美偏重聚合物路线，选择聚合物路线的企业占比接近一半，其次为有机-无机复合电解质、氧化物。欧洲方面更关注氧化物、聚合物路线。

技术迭代上，张涛分析，固态电池迭代路径可分为4个阶段：首先，半固态电池+硅负极，减少电解液含量的同时，逐步使用硅基负极替代石墨负极；其次，全固态电池路径，使用纯固态电解质替换半固态电解质和隔膜；然后，应用锂金属负极路径；最终是应用新型正极，如：富锂锰基、高压镍锰酸锂、超高镍材料等。

具体来看，材料研发方面，如何实现电解质材料的稳定性和在固态电池中的界面适配性是关键。

上海硅酸盐研究所近年来取得了一些关键核心技术，以氧化物和卤化物固态电池为例，对于材料惰性问题，研发了锂供体反应技术，即把表面的碳酸锂转化为钴酸锂、锰酸锂甚至三元等活性材料，再和正极进行掺混，把一个异质的界面变成一个同质的界面，从而提升固态电池的性能。

在卤化物电解质材料方面，重点进行降本工作，用廉价的氯离子替代卤化物电解质里面的一个成分，把成本降低10%以上，同时还可以提高它的电导率以及它的氧化定位。

电池研发上，上海硅酸盐研究所通过将固态电解质的粉体和离子液体和聚合物的单体材料进行复合，形成包覆结构之后把无机的固态电解质相互连接，同时采用适合于固液混合的化学工艺，最终做成半固态电池，磷酸铁锂0.2C的循环可超1,000次，小软包循环可超2,000次。氧化物全固态电池方面，可以实现在1C倍率下稳定循环1,250次，容量保持在93%。

此外，硫化物全固态电池与锂金属是稳定的，但在正极时，存在高压不稳定性，可以采用卤化物在正极三元表面包覆，然后去和硫化物的电解质进行复配，或中间用硫化物的固态电解质，正极和硫化物之间做卤化物的界面，这是目前做全固态的主要路线。

“当然，固态电池最终会呈现多元融合跨路径的创新。”张涛介绍，“不要把路线之间分得那么清楚，实际就是拿来主义，像氧化物聚合物和卤化物用于电池正极，可兼顾离子导电率、高压稳定性、机械强度和柔性。”

另外，从固液混合电池到全固态电池，需要全面技术突破，可能并非一个自然过渡的线性过程。借鉴锂离子电池事业发展所经历的三个阶段，探索、开发、市场，固态电池已经经过了探索阶段半固态已经进入到初步的市场阶段，全固态电池目前还处于开发阶段的中后期或者说已进入后期。