我国科学院物理研讨所研讨员李泓，在“电动汽车与动力电池专场”，以《从液态到全固态电池：将来储能技能展望》为题宣布讲演，现将讲演首要内容发布，以飨读者。

李泓：十分高兴跟咱们共享咱们的作业，因为咱们近来拟定国家要点研制方案包含编写定见的时分涉及到储能方面，假如我的了解有误差期待各位同行沟通和纠正。

方才刘彦龙教师的陈述介绍了动力电池的市场规划，咱们这边即是在大规划储能不包含动力电池这方面，首要是大规划的智能电网调峰、可再生能源接入、散布式、微网以及通讯基站、数据中心。在这儿边我国锂电池占比在世界范围内高一些，日本的钠硫电池一向没有进入到我国而且锂电池的功能越来越好，在运转傍边也表现出了优势，所以在储能方面的占比越来越高。这是他们核算几种纷歧样技能，我没有再更新2016年的数据，从这上面可以看到正在运转的38%，正在装机的锂电池占了十分大的份额，因为受动力电池工业链快速展开的支撑。在这儿边他们核算了首要的几种运用和首要的几种技能，从这上面看到锂电池的占比也是在逐年的前进过程中。从运用上讲依据核算的数据可再生能源并网，大多数都是国家和区域的示范项目，然后即是电力分配、散布式发电和微网，我国市场上首要即是散布式发电和微网近两年来敏捷的增加，占比超过了50%，经过方才赵总介绍的经过子母差价直接获益也是有或许的。

这是更具体的总结，即是USE给的数据，把电网和电力这儿边储能的运用分成了三个首要的有些。一个即是依照思考叫短时高频次的，即是毫秒量级、秒量级到几十秒的情况。第二个即是中频的，在分钟到小时级然后长时刻的低频次，一天对一次。如今通常最长的也即是五六个小时，所以依照这么纷歧样的段来分再把纷歧样的30种运用放到上面进行细分，这个作业即是给咱们一个提示，将来在各个细分运用方面展开运用哪种技能，这是很要害的一点。

从技能的准备上面，从十分小的芯片开端到终究大规划的调峰到GWh这儿边有纷歧样的技能，咱们在评论不管是物理储能仍是化学储能的一些目标，在每个技能的运用上面权重是纷歧样的。在规划储能方面或许会更重视技能经济性，即是说它的本钱和寿数还包含循环寿数当然还包含呼应时刻，咱们略微的简略总结了一下因为时刻联系我还没来得及把这张图完善。中心的几个技能目标从规划储能运用上包含循环寿数、执役寿数、能量功率、呼应时刻、自放电率、能量密度以及储能本钱，在客户思考储能运用的时分中心这几个目标有纷歧样的权重关于纷歧样的需求去思考，咱们在这儿边展开了许多的储能技能要思考明白纷歧样技能首要的技能目标特色，定量的目标究竟在哪，方才展现的表是定性的。定量的目标里边最重视哪些中心技能目标、哪些技能可以完成，后边一个小结即是说把一些思考的疑问，方才是技能方面的疑问，接下来要运用的话仍是别的的要素。首要肯定重视大规划储能的安全性是不是可以满意运用，第二个即是说可靠性怎么，然后是在装置调试的时分是不是很复杂，后即是能否合适各种储能运用环境以及运转的时分能否完成远程智能监控，这么在无人区域或许少人区域很便于装置，别的悉数储能系统是不是易于保护或许免保护，再一个即是作为政府部门十分关怀的即是在悉数储能制作、运用以及执役到收回的过程中全寿数周期中能否全面处理环境污染的疑问，或许给环境污染带来的影响。还有即是从装置和保护上面是不是易于集成和灵敏配组，别的即是说咱们这儿有很强的需求可是能否工业化需求一个工业链来支撑，工业链从初始的矿材开端到终究悉数模块系统运用以及到检查收回都需求一个完好工业链，那么哪一个储能技能工业链完好了才可以支撑大规划的储能使用，如今常常遇到政府很着急说我要支撑储能技能可是可用的储能技能并不是格外的多。别的作为公司和研讨团队思考将来5-10年有哪些首要技能会运用，别的支撑每一种运用的具体技能究竟是哪些，首要肯定要挑选度电本钱依照典型差价或许五年完成赢利本钱收回接下来寿数越长商业上成功的或许性越大当然还有一些条件，安全性工业规划、客户体会。

方才咱们说到技能方面的请求以及别的方面的请求，如今还有几个疑问跟咱们一同沟通和共享，咱们没有说有标准答案可是就期望在这几年的展开过程中把这个作业说明白，即是究竟合适三个首要类型短时高频、中时中频和长时刻低频次的储能技能是哪一种或许哪几种，关于每一种具体的需求是不是需求有两个以上的储能共存和开发，从需求的视点思考是不是需求两种以上技能互相补充。假如有许多的目标请求关于客户来说面对一个挑选，究竟归纳思考哪个技能的先进性最合适我的标的，多目标请求下怎样来评估具体储能技能最佳适应性，从技能经济性方面顺次收购本钱、运维本钱、装置本钱和保护本钱还有收回的本钱，关于纷歧样的运用需求全体技能经济性而且纷歧样的储能需求发作的经济价值和社会价值也纷歧样，怎么准确的评估咱们在前期经过协会、发改委、研讨机构也做了一些技能经济性方面的理论和实际研制，可是还不是格外明白，假如不能明白的话前期评论的补助方针就很难落实到很具体的方面，哪一种储能需求需求补助、补助多少要把这个作业说的相对明白一些才好推动展开，这是几个要思考的疑问。

接下来跟咱们要点的沟通一下锂电池方面的思考。能量密度是十分要害要思考的，能量密度的前进首要是经过资料的更替或许是电芯技能的前进把非活性资料逐步降低份额前进活性资料份额一同前进活性资料自身储能的技能才干不断前进，可是依照曩昔的展开锂离子电池是稳定增加的，不管是体积能量密度仍是质量的谜密度，依照这么的展开速度从自身曩昔展开前史，不管技能是不是能跟上本来的趋势也罢仍是说从许多的新技能或许性，咱们以为2020年动力电池可以做到300瓦时，可是规划储能的技能能量密度能做到啥程度，咱们为啥非要寻求能量密度，因为寻求能量密度降低本钱，究竟做到啥样的能量密度我的循环寿数能满意客户请求最少5000次最佳是一万次20年的运用寿数。从锂电池展开的情况来看中心改变首要是一些资料，资料从榜首代到第二代到如今的第三代而且多样化的运用，资料方面有许多第三代资料仍然还在开发中，尽管听起来锂离子电池技能前进咱们都期望是颠覆性的技能前进，可是就如今而言三元资料还有许多技能和科学疑问没有处理，这方面还要持续深化研制，还有配套各方面的技能。

这是咱们在2016年代表工信部和科技部发布的指南里边支撑百兆瓦锂离子电池终究是宁德时代新能源经过激烈的竞赛胜出，这个项目里边国家的请求是循环次数可以一万次以上，日历寿数是20年，电芯本钱在1200元每瓦时，安全性满意动力电池国标，储能的国标还在策划中没有完全发布。从系统的视点循环是一万次，日历寿数大于15年安全性满意国标，本钱小于1.5，通常来说一次收购本钱加上一万次的寿数完全在商业上是可行的，远远超过5-6年本钱的收回期所以从这点上讲这些技能假如一旦打破的话那么可以显着供给和推进大规划储能技能的展开。

从动力电池视点看如今的技能路线逐步对比明亮，即是优选榜首职业的资料是高镍的622、811和NCA，富极方面动力电池方面逐步的少数参加然后选用隔阂，接下来一些备选技能包含正在开发的高容量震级资料，纳米硅碳方面研制时刻现已20多年可是循环寿数还有显着距离可是功率对比高，所以在这个根底之上如今一些公司和研讨团队包含咱们自个正在开发下一代的即是统筹了循环性和纳米硅碳的高功率资料，接下来经过密度让各种演示可以做到300瓦时每斤，接下来要处理即是在实用过程中的循环性表现能量密度、胀大以及自放电的疑问，还要思考究竟是在圆柱、软包仍是在铝壳中表现这是需求别的技能的前进，负极资料和正极资料的优化来完成，时刻联系我今日就不具体说了。作为动力电池的运用假如咱们是三个瓦时那依照如今的说法还剩240瓦时，做梯次使用明显远高于任何一种别的电池的能量密度。在思考展开高能量密度动力电池怎么统筹后期大规划储能、梯级使用也是公司和研讨团队需求注意的疑问。国家层面前进内两密度是各个国家都重视的从300瓦时每公斤一向前进到500瓦时每公斤，从公司量产技能到研制技能300-500技能上怎样完成？公认路径是逐步把一有些用金属锂来代替。咱们做过一些核算假如把负极资料用石墨来做的话纷歧样的正极资料挑选能量密度的确是可以做的对比高一些，这么的话将来的度电收购本钱对比高，这是一个展开趋势。能量密度前进必然会问如今250瓦时的咱们如今寻求300乃至400和500商业上有没有格外行，这是需求思考的疑问，怎样处理这个疑问？许多团队都说咱们要做固态电池，因为如今液态里电子带来一系列的疑问。有些含量还在削减，这是很首要的。你看这儿边展现的如今换成了金属模，这个技能能否成功这是别的一个疑问，很或许商业上成功含锂的电池纷歧定是金属锂。从咱们的期望上看我没有电解液的走漏所以各个方面理论上都应该很长，所以听起来是相当不错，这么应该是一个展开方向所以需求做具体的开发。在之前2016年咱们写了一个在上面宣布，简略的把固态电池思考介绍了一下，咱们可以看一下从细节上讲时刻联系我就不打开，咱们假如做一个固态电池如今需求处理的疑问即是说从负极到正极集流体一切的资料需求思考的疑问我列出来，有为了处理这些疑问许多公司、公司和研讨团队提出了纷歧样的处理方案，关于固态电池的规划有纷歧样的处理方案，假如每一个处理方案实际上运用的只要一个挑选，可是怎么挑选这么多的或许性致使如今看起来研讨的团队和宣布效果十分多，可是究竟哪些技能可以更简略商业化、更简略规划化量产哪些技能能处理固态电池面对的应战这还不是格外的明白，也是相同在这篇文章里咱们总结了一下。如今都有哪些固态电解质？首要即是氧化物的电解质还有氢化物，薄膜还有即是环氧乙烷这些系统。依照这种核算没有一种电解质可以满意如今液态电解质各方面归纳平衡的所以就需求持续开发归纳处理界面反映疑问和安全性疑问，几个方面一同处理。许多公司都开端重视和投入展开研制格外是日本公司，咱们在这看了一系列的公司都参加了这方面的研制，而且从90年代开端就在做，像丰田公司、都在做，韩国有LG、三星做的十分多，别的像康宁等等如今也在做这些作业。从技能路线上首要即是说丰田公司在2014年之前用硫化物的电解质做出固态电池展现来，可是从体积能量密度上没办法做的很薄所以2014年今后改了技能，首要是要点处理固体电解质在溶剂中溶解的疑问和涂层的疑问，在他们公司内部来看是一个首要技能前进。将来从大规划出产很难说了解固态电池会经过对比慢的办法来完成，应该是充沛的思考如今锂离子电池高精度出产技能来做，所以我个人以为纷歧样方式的涂布技能是将来固态电池首要出产的技能。这个电池正极即是磷酸铁锂，首要是因为聚合物电解质不耐高电压充电到3.8V就氧化了，所以合适的正极即是磷酸铁锂，作为电动汽车做了一些展现，的确是一个新的技能，可是从运用视点思考仍是期望能量密度再高一些，聚合物能否开宣布高电压这是一个很大的应战，到如今为止在大规划电池测验方面经过测验还对比少，还有一种或许性即是悉数耐电池很难处理在充电机充放电过程中带来触摸省察的疑问有没有或许加一点点电解液把界面润湿了，东芝公司展现的即是加一点液体，液体含量在4%左右，在这个比如里边用氧化物做电解质，可是这个电解质的厚度只要3微米，再把正负极资料之间混一些电解质粉再加上一点液体这么液膜相当于吸附在外表起到削减界面电阻的作用，这个技能展现的是可以在60度循环1800次巩固高低温，一同电解液少到一定程度的时分本来的湿性就会大大降低，可是如今具体而言降低到啥程度还需求大量掩码，这代表了一种平衡的规划思考，直接做很难也不知道怎么量产，我先统筹一下削减液体含量。

我再简略介绍一下咱们科学院，首要是展现一下如今国内做固态电池的公司公司和研讨团队的散布。从这张地图上可以看到如今做固态电池资料这个当地我在这展现的不是说做根底研讨文章，即是说有才能做出软包电池样品的公司现已许多了，从南到北都有纷歧样的公司在开发，其间里边的细节不再介绍了。在根底资料可以供给50微米的样品，后边还有可以供给自身的资料，这么的话从工业链上思考不存在圆存料上的妨碍。从技能方面即是怎么处理电解质的量产，怎么做出固态电解质富含的正极和负极。咱们在科学院有一个先导项目在本年电动汽车会议上介绍过作业，首要动力电池方面的研制我不介绍了。咱们组织了固态锂电池的研制包含硫化物的团队以及崔光磊团队在另一个会场有陈述。这儿边有24个负责人有400多人的研讨团队正在开发，关于前面说的各种技能做这件作业，期待咱们在这方面进行技能的沟通，咱们也期望这些技能可以转移到公司去推进这方面的展开。

2015年的总结即是开发了一些技能包含锂离子电池以及锂空气电池还有固态电池，如今这些技能有一些形成了初创公司，有一些跟大的公司直接参加协作还包含做了动力电池的配备以及建立了国内榜首个互联互通的归纳测验剖析平台来做动力电池的剖析。我今日再简略介绍一下固态电池方面的开展，榜首个要处理金属锂的疑问，一个是在集流体上用多空乃至是三维构造的集流体来处理金属锂的体积改变疑问。第二个在金属锂外表盖上新一层的电解质，它的差异即是可以耐受4.5V的电压，所以原则上讲是可以跟三元资料一同调配的，这么的话能量密度会对比高一些。郭玉国教师还承当了纳米要点专项，这儿即是要开发高能量密度，纳米固态金属期待咱们跟郭教师进行技能的沟通。然后是资料，几个单位开发了一些几十公斤级的资料包含硫化物的资料，这些资料基本上都可以做到几十公斤级的出产而且可以做成陶瓷的片以及负荷膜用在下一个演示验证上面。往大容量做如今还有一些出产上设备方面的应战和艰难，他们还开发了混合工业电解质的电池，有的人也叫固态电池，首要特色即是既能在市温下作业也能在高温下作业，如今是80度循环做到140以上容量坚持率还很高。这个电池不怕高温文热时空，将来有电芯可以思考规划出全新的模块来处理如今水冷和风冷在悉数电池报上的占比对比高的疑问。安全性测验也经过了一系列测验，崔教师今日下午会有一个陈述，简略介绍一下。他是想办法处理PEO的疑问，处理的思路即是说再聚合物里边用纤维素再加上碳酸质再加上锂离子导体归纳前进资料的电导性到达平衡。用这么一个电池开发了软包电池如今也挨近300 Wh每公斤，近来在微信上咱们都看得到新能源所做的电池做了6次深海试验下浅到了11000米没有发现任何疑问，固态电池在深海外压的情况下也能进行作业，这一点对动力电池规划以及储能电池规划应该说也是一个极好的启示，所以咱们会持续开发这件作业。

电池方面相对水平略微低一些，还需求再探索，他们也是正在往前尽力。物理所一向在开发，后来因为液态锂成功咱们后来就转型开端做这个，能量密度前进今后安全疑问杰出，这些年又开端做固态锂电池，前进能量密度处理安全性的疑问。

我在这介绍一个比如咱们期望在固态电池中怎么处理固态电解质和正负极之间的触摸，所以期望在电池里边原位固态化的电池选用一种特别的隔阂叫离子导电涂层隔阂处理传导和界面稳定性的疑问。刚开端是有液体的，这个我就做了一下展现可以做到310到350中心，870瓦时到890瓦时，从目标来看是有期望的，接下来的确需求花很大的力气来处理这个疑问。这个也是兼容如今一切的设备，首要是因为思考到假如我做全新的电池肢体处理方案一切设备都要颠覆性的话对工业链长时间展开或许说工业链承受程度也是很难的，最佳是可以统筹现有设备经过资料和制作环节改变开发新的电池技能，这是新的思考。试验室可以展现出一个好的循环性，在高容量的情况下表现的，这方面还再持续进行。这种电池乃至可以放在水里边进行，将来或许有或许用在可穿戴电子里边，这是智能手环展现，这是纸的展现，这种固态的电池有或许将来在这方面取得一些运用，因为它的特色即是能量密度格外高。总结前面说到各种技能在电池上面，咱们如今液态电池软包里边富含15%-25%的电解液取决于分装资料和规划，这儿如今有些公司开端做一体化的处理方案将来假如想全面前进安全性直观了解是说要做金属锂负极这么能量密度很高安全或许极好，中心过渡看怎么从20%的电解液到1%的含量之间会发作啥，这么电池各方面的功能有啥样的改变这是如今需求研讨的，还没有哪些公司可以研讨明白这些疑问研制团队也在开发中。电工所的教师还在拿液体容量加大，像MIT查验流程，这种纷歧样的思考致使这儿边还有许多创新的机会在锂电池开发上来说。从运用上来讲咱们即是期望怎么可以凭借液态锂电池的长处逃避安全方面的缺陷和能量密度前进的艰难，能不能扬长避短做这件作业。从动力电池上很或许动力电池以及储能电池开发商咱们以为首要是固态锂离子电池然后是固态金融锂电池，终究或许即是到了固态的负荷金融锂电池到了极限，终究谢谢各位协作伙伴以及国内中科院12个单位，还有高等院校以及国外研讨所和公司，谢谢咱们的倾听，谢谢。