陳淵博士：高能量密度全固態鋰電池

中國儲能網訊：若要評選2017年電池行業的明星辭彙，非「高能量密度」莫屬。在中國「2020年單體350wh/kg、系統250wh/kg」的戰略規划下，高能量密度儼然已經成為電池發展的主旋律，在此背景下，固態電池等新興鋰電技術順勢登上了歷史的舞台。

1.陳淵與固態電池的相遇-漂洋過海來看你

陳淵博士，現任桑德新能源研究院主任工程師。2006年獲得於中科院物理化學專業博士學位，曾先後就職於北京大學、中信國安盟固利有限公司、加拿大滑鐵盧大學、新加坡共和國理工學院等知名企業和科研院校，有豐富的正負極材料開發、動力電池、全固態鋰電池工作經驗，熟悉軟包動力電池設計、電芯結構設計、電化學測試分析平台開發等。先後參與硅負極、耐高溫正極材料、高能量密度動力鋰電池開發、全固態鋰電池性能開發與應用、動力電池劣化失效機制研究等多項國家級科技項目，申請相關專利12項，在國內外期刊上發表相關SCI論文8餘篇。在鋰電行業從業11 年，取得豐碩的研究成果，並且成功製備出世界首個具有活性的採用硅負極的全固體薄膜鋰電池。

2.陳淵與桑德的相逢-眾里尋他千百度

2017年，電池技術突飛猛進的一年，以鋰電之父約翰·古德諾夫為起點，各大企業及研究機構相繼在「固態電池」的戰場中亮劍；由寶馬、戴姆勒、通用、大眾、豐田、本田、現代等主流車企牽頭，「固態電池」駛入了行業快車道。

2017年，桑德集團迎來了24周歲的生日，也迎來了全固態電池的領路人-陳淵博士，這個成功製備出世界首個具有活性的採用硅負極的全固體薄膜鋰電池的研究學者，遠渡重洋重回祖國的懷抱，投入到中國新時代建設中來，填補了桑德集團在鋰電固態電池領域的空白，也為桑德新能源全產業鏈的打造添磚加瓦。

圖 全固態薄膜電池

圖 掃描電鏡圖

3.陳淵在固態電池領域的思想碰撞

來自於整車廠、電芯企業、PACK企業、電機電控企業、充電樁企業、高校研究機構，以及上下游合作夥伴，近170名業內精英齊聚一堂，在桑德新能源研究院技術專家陳淵博士的分享下，聚焦主題，深度風暴。就全固態鋰電池核心技術與產品應用前景，陳淵博士做了如下講解：

未來新能源汽車產業發展的主要矛盾，將集中在人們對續航里程日益增長的美好嚮往與動力電池能量密度增長緩慢之間的矛盾。我國政府將動力電池的技術目標設定在2020年單體能量密度300Wh/kg、2025年單體能量密度500Wh/kg，500Wh/kg就算是三元鋰電也難以堪此大任。現有體系的鋰電池的能量密度基本上很難突破300Wh/kg。受困於這個難題，作為「下一代鋰電池技術」，固態電池以其天生具有的高能量密度和高安全性成為人們夢寐以求的理想對象。

眾所周知，鋰離子電池的出現起源於日本，至今已有25年左右的歷史，而真正用作電動車動力系統只有10多年，鋰離子電池很年輕但是進步很快，而全固態鋰電池的概念比鋰離子電池出現的更早。

車用動力鋰電池，除需滿足長續航里程和大功率充放電的要求外，安全性尤為重要。與商用鋰離子電池相比，全固態電池最突出的優點是安全性。固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，因而全固態電池具有固有安全性和更長的使用壽命。

但是目前前商品化的薄膜全固態鋰電池因整體能量密度低限制了其應用，僅用於特殊器件。所以基於種種問題，高能量密度固態電池的商業化之路崎嶇坎坷。陳淵博士就以下問題，談了自己的看法：

如何通過廉價的方法將固態電解質層的厚度控制在10微米以下甚至於幾百納米，以求得單體電池達到更高的能量密度？需研發低成本的新方法：液相法合成電解質納米粉體及在正極層上熱塗成膜等，避免薄膜轉移過程破碎。

採用薄金屬鋰作為負極，全固態電池的安全性和長壽命如何做到比現有液態鋰電池的更優更長？可使用熱蒸鍍金屬鋰等可控生成技術能將金屬鋰薄膜製備成微納米級，以此提高全固態電池的安全性和壽命。

如何將全固態電池的界面阻抗降低到與現有液態鋰電池可媲美的程度？致力於研發廉價的新工藝：氣固液三相流化床法、磁控濺射法等在粉體表面形成均勻納米包覆層可提高固/固界面接觸性和穩定性。

目前真正意義上的高能量密度全固態金屬鋰電池仍未產業化，國內外研發製造設備差距不大，基本處於同一水平。全固態電池作為鋰電池未來發展的一個方向，全球範圍內已有多家企業開始布局，對高能量密度全固態金屬鋰電池研發投入力度逐步增大。全固態動力電池的技術進步對推動我國新能源行業發展具有重要意義和實用價值。

桑德集團一向以技術為發展核心，非常重視研發創新，涉足新能源領域後也是如此。桑德特設的新能源研究院，立足新能源產業以及相關行業，聚集行業專家及領軍人物，培養行業人才，在新能源產業上做到技術創新，基礎研發轉化等。目前，新能源研究院對全固態電池給予高度關注，並把高能量密度全固態金屬鋰電池產業化列為新能源研究院近期的目標之一。目前一些前期工作已經開展，很多技術條件已經具備，我們有信心開發出安全且性價比高的高能量密度全固態金屬鋰電池，如果能夠得到社會各界有識之士協同合作和支持，相信在中國能形成相應的產業製造鏈，佔據制高點，實現中國新能源事業『彎道超車』。

讓我們為新時代中國製造貢獻力量，助力中國新能源行業騰飛。

關鍵字:固態電池

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