中科海钠创始人胡勇胜导师，我国工程院院士陈立泉在我国电动轿车百人会主办的2021我国电动轿车百人会云论坛上，陈立泉介绍了锂离子电池、钠离子电池的最新研制开展，共享了卫蓝新动力一些新产品、当下固态电池的功能状况。
锂离子电池现已到了极限下一步要开展固态电池我今日沟通的标题是“新一代电池，引领电动我国”。现在的电池便是锂离子电池，咱们都很了解的石墨负极，磷酸铁锂、三元或许钴酸锂做正极，电解质是可燃的液体电解质，简单引起安全担忧。别的，它的能量密度到了300瓦时/公斤，现已到了液态锂离子电池的极限。咱们新一代电池便是要开展固态电池，或许说逐步要过渡到全固态锂电池。固态锂电池的负极资料可所以纳米硅和石墨的复合负极，正极可所以高电压锰酸锂、也可所以富锂锰基资料或许不含锂的正极资料，电解质是固体电解质，它的能量密度能够（到达）300—450瓦时/公斤。再下一代便是远期的，锂硫电池或许锂空气电池。与此一起，咱们现在应该要开展钠离子电池，钠离子电池跟锂离子电池工艺、技能各方面都差不多，它的负极也是碳，咱们现在是用无烟煤，正极能够不含宝贵金属，像钴、镍都不含，能够只含铜、铁和锰这些比较廉价的元素。电解质现在是液态电解质，下一步也要开展固态钠离子电池。现在钠离子电池能量密度能够到150瓦时/公斤，做得好能够到200瓦时/公斤。我国的动力是富煤、少气、缺油咱们必定要电动我国现在咱们动力的方式有必要介绍一下。现在我国的动力状况是富煤、少气、缺油，咱们是很缺石油的。2018年咱们的动力状况是煤、石油、天然气加起来占整个动力的85.6%，水、风、光、核能加起来是占18.3%，化石动力是为主的。咱们2018年自产的原油是1.9亿吨，国外进口的原油是4.6亿吨，对外依存度现已是71%，本来咱们主张对外依存度不要超越50%，实际上现已远远超越了50%。轿车的保有量是2.4亿辆，假如按一辆轿车均匀2吨油算，咱们进口的原油4.6亿吨正好够咱们的轿车用，所以咱们必定要电动我国，要开展电动轿车，这样来替代进口油。这便是为什么咱们要交通电气化。一起，要完成设备的智能化，智能化的设备必定也需求电池。最近又指出，2030年前咱们的碳排放要到达峰值。要到达这一点，非化石动力占比将到达25%，风电和太阳能的装机总量将到达12亿千瓦以上。2020年5亿千瓦，所以未来10年，每年要添加0.7亿千瓦，使命是适当艰巨的，2060年咱们要完成碳中和。这样咱们必定要特别强调动力互联网，动力互联网就能够完成动力的低碳化。要开展动力互联网必定需求储能，储能现在一个是锂离子电池、一个是钠离子电池，这便是新一代电池的重要性。电动轿车、电动船只和电动飞机是未来开展方向动力互联网有五大特色下面介绍一下交通电气化，包含几个方面：榜首个，电动轿车，这个是咱们很了解的，咱们从2000年开端就有电动轿车的方案。第二个，咱们现在必定要重视电动船只。一艘万箱船的硫排放量适当于15万辆重型货车，对环境污染是适当凶猛的，所以咱们必定要开展电动船只，特别是远洋船只，咱们能够开展无人的电动轮船。第三个，电动飞机，从2017年开端，接连三年在我国开了电动航空的会，所以电动飞机的开展是未来咱们开展的一个方向。由于这三样东西：电动轿车、电动船只和电动飞机，对改进环境都是适当重要的。动力互联网有五大特色：榜首个，所用的动力都是可再生动力；第二个，是分布式的、涣散的；第三个，是互联的，假如说要构建网，必定要把它连起来；第四个，这个网连起来今后是开放性的，随时能够把剩余的动力卖出去，也能够从网上去买所需求的动力，是开放性的；第五个，这个是智能化的，都是由智能操控的。这五大特色必定都需求电池，一个是锂离子电池，一个是钠离子电池。咱们现在是原位固态化物理所很早就开端研讨固态电池现在的锂离子电池是液体电解质，负极是石墨，正极是含过渡金属的氧化物这类资料。它的能量密度极限是300瓦时/公斤或许稍稍再高一点，安全事故时有发生，着火或许爆破，所以咱们要开展固态锂电池或许全固态锂电池，用金属锂做负极。现在这一阶段能够不必金属锂，用纳米硅或许硅碳复合资料做负极。正极能够运用现有比较廉价的、含过渡金属的正极资料，一起将来也能够开展不含锂的正极资料，中心的电解质是固态的，可所以氧化物、也可所以硫化物、也可所以聚合物。咱们现在是原位固态化，下面我要讲什么叫原位固态化，能量密度能够高达350—500瓦时/公斤，不焚烧，不爆破，安全性比较高。物理所很早就开端研讨固态电池，从1976年就开端研讨固体电解质资料。今后咱们对固体电解质一向没有中止过研讨，最近咱们从计算上发现一些新的资料，一起咱们也对固态电池的安全性做了许多作业，发现固态电池安全性是很好的。咱们2016年景立了卫蓝新动力公司，2018年固态电池能量密度到了300瓦时/公斤，并且咱们进行了样车的实验，2019年在溧阳建立了出产基地，现在固态电池产品现已供给无人机运用，电池安全性都通过了测验。它的原资料都在批量出产，包含硅碳负极，一起固态电池所需求的涂固态电解质资料的隔阂也能够批量出产。这儿介绍一下固态电池中心资料的状况，现在预锂化需求的锂箔和涂固体电解质粉料的隔阂都现已工业化了。一起，纳米固态电解质对正极资料能够进行包覆，特别是高镍正极资料，假如不进行包覆，它的安全性是没有确保的。咱们做包覆今后它的容量是适当高的，能够到210mAh/g，在高温下容量更高一些。咱们现在用纳米硅和石墨做复合的负极，现在锂离子电池也用纳米硅，咱们是1996年开端研讨纳米硅，1997年就在国际上申请了榜首个纳米硅做负极的专利。从1997年开端，通过了大约17年的时刻，从几百毫克一向到几百公斤，现在咱们建立了天目先导公司，专门出产纳米硅资料，能够批量的来供给国内外的需求，这是纳米硅开展的状况。一起，咱们对纳米硅也要进行预锂化，这儿显现咱们电池预锂化今后容量仍是适当高的，到了每克1000多毫安时。显现的18650电池的循环性是适当好的，这是运用的状况。卫蓝新动力一些新产品下面特别介绍一下原位固态化。这个图的上边一部分便是铜箔的集流体，黑的是阳极侧，负极资料纳米硅或许硅碳负极，下面这个绿色彩便是隔阂上的LATP（磷酸钛锂铝）涂层，它是电解质资料，使液体电解质原位固态化。也能够看得出来，通过充电、放电几回今后，在阳极资料的外表，便是这个黑色彩的颗粒外表，包上一层SEI膜。在隔阂的外表，由于涂了一层LATP，也变成了有SEI膜的固态电解质，正极、负极跟电解质完全是成为一体了，这便是原位固态化。这张图显现的，别离包氧化铝和LATP固体电解质资料的隔阂循环稳定性，能够看得出来，包氧化铝的隔阂循环性欠好，而包LATP固体电解质的隔阂循环性适当好。这便是现在咱们固态电池的一些工艺比较具体的状况。这是卫蓝新动力一些新产品，新的产品里头我特别强调一下，这个电池能量密度能够到1540瓦时/升，这是现在全世界最高的体积能量密度，它的分量能量密度能够到600瓦时/公斤，它的电池容量是25安时。这张图介绍了300瓦时/公斤的高比能的混合固液动力电池状况，容量是58安时，它的能量密度是300瓦时/公斤。图右上面是液态电解质电池，穿刺会起火、要爆破，而固体电池穿刺没问题。这显现的是它的温度，基本上没有什么大的改变。这是穿刺电压的状况，能够看得出来，那条红线，只需钉子一扎进去它电压往下降，可是过一瞬间电压能够康复了。这是58Ah电池的循环性，1400量坚持率还有80%。别的，它低温功能也适当好，红线%。倍率特性也是适当不错的，0.2C一向到3C，基本上容量改变很小。这是400瓦时/公斤高比能的固态电池，它的电池容量是11安时，中心是电池的状况，上面右上角是它的0.3C循环性的状况。能够看出，它的安全性也仍是不错的，钉子扎进去今后它的电压也往下降，钉子还在里头电压逐步往上升。针刺的时分温度上升很小，差不多也便是两三度温度的上升，所以400瓦时/公斤的高能固态电池，相同安全性仍是不错的。
这个显现的是物理所兴办的卫蓝新动力公司的一个子公司，卫国创芯科技公司，在上一年的一次评比上，它得了四项榜首，这儿显现的是高能量密度的一等奖电池的状况：0.2C，能量密度达610瓦时/公斤；2C，能量密度能够到500瓦时/公斤，所以能量密度是适当高的。全世界的电能都用锂离子电池贮存，底子不行
钠离子电池是新电池首选下面我就介绍一下钠离子电池，为什么介绍钠离子电池呢？由于锂离子电池现在全世界都在做，假如说全世界的车都用锂离子电池来开，全世界的电能都用锂离子电池贮存，底子不行，所以咱们必定要考虑新的电池，钠离子电池是首选。锂的含量是适当少的，只要0.0065%，钠的含量2.75%，钠的含量适当多。这张图显现，咱们以磷酸铁锂电池（锂离子电池中最廉价的）作为一个比照，它每瓦时的原资料本钱是3毛4，钠离子电池的原资料本钱每瓦时是2毛6，比较廉价。别的，咱们最近能够看得出来，2021年碳酸锂的价格还在上涨，1月4日是54000元/吨，比上一年上涨了12000元/吨，有的公司乃至报63000元/吨，估量今后碳酸锂的价格还会涨，这是咱们必定要开展钠离子电池很重要的原因。咱们从2010年开端就开端钠离子电池的研讨，通过将近10年的时刻，从原资料开端研讨，正极资料发现了四五种，负极资料也发现了四五种，最终咱们选定了右边这个正极资料，右上角是含铜、铁、锰廉价金属的正极资料，右下角是无烟煤做的碳资料，这样就确保了资料的本钱适当低。6安时软包装钠离子电池能量密度适当高高低温功能都不错6安时软包装钠离子电池的能量密度到达了145瓦时/公斤，现已是适当高了。能够快充，5C充/5C放是1C充/1C放容量的90%，10C充/10放容量是1C充/1C放的70%，快充功能比锂离子电池还好。它的循环性，1C充/1C放的循环功能够大于6000次，3C充/3C放能够到3000次，所以它的循环性仍是适当不错的。别的，它的高低温功能都是不错的，左上角便是60度把它充满电，让它在高温60度寄存7天，它的容量有所下降，在常温下，很快它又康复。左下角那个图是充满电今后在85度寄存7天,它的容量就降低了，放在常温下今后容量也仍是康复了。右上角是80度的循环性，一般锂离子电池80度循环性就适当差了，但钠离子电池在80度的循环性仍是适当好，将近1000次容量坚持78%。别的看低温功能，图中蓝色彩的曲线显现出钠离子电池低温功能，它在负40度还能够充放电。黑色彩是磷酸铁锂电池的放电曲线，能够看得出来，磷酸铁锂在负30度的时分，容量就现已适当低了，只要本来的40%，所以钠离子电池的低温功能、高温功能都很好。中科海钠公司是物理所技能建立的公司，这儿是各类钠离子电池的状况，包含软包装的、铝壳的和圆柱形的状况。科学院物理所从2010年开端钠离子电池研讨，上面图是资料的研讨，下面图是电池的研讨，大约2015年研制出榜首个软包装的电池。这是电动自行车。这是2017年咱们演示了电动轿车，这个是2019年咱们演示的榜首个储能电站，这是电动观光车。这便是整个钠离子电池的开展状况。我就介绍这么多，最终用两句话来完毕我的沟通。榜首句是“固态电池大干快上，引领电动我国”。第二句是“钠离子电池齐头并进，助推动力互联。”谢谢咱们！
钠电池其实光做储能跟三轮或两轮就足够了。万亿空间。无需跟锂电池抢夺电动车的商场。锂电池首要仍是受限资源，简单卡脖子。国家肯定会战略考虑的。
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