十二月十七日，在全球新能源汽車大會（GNEV7）在北京我國大飯店開幕。在下午舉辦的分論壇《動力鋰離子電池：全球競爭格局與下一代技術(shù)》上，寧德時代研發(fā)經(jīng)理郭永勝以《動力鋰離子電池的下一代技術(shù)——固態(tài)鋰金屬電池》為主題進行演講，介紹了寧德時代正在投入研發(fā)的固態(tài)鋰金屬電池。

郭永勝介紹寧德時代在動力鋰離子電池下一代技術(shù)有一定的布局，在固態(tài)電池方面做了很多探索和思考。為何寧德時代要做固態(tài)的鋰離子電池呢？傳統(tǒng)的鋰離子電池是石墨，最極限的密度是做到270、280kwh／kg，下一代技術(shù)是硅，把這個引入進來，能量密度能做到300kwh／kg，極限就是350kwh／kg，350以后到底用什么？可能就是鋰做負極了，這并不是一個新的話題，已經(jīng)有七八十年的研究歷史，所以鋰金屬在傳統(tǒng)的業(yè)態(tài)電解鏈里面面對很大的挑戰(zhàn)。

那么，解決鋰金屬面對的挑戰(zhàn)就是用固態(tài)，做固態(tài)鋰金屬電池可能是把鋰金屬用上，也能把高壓的材料用上，同時兼容安全可行的選擇，這個是寧德時代目前在未來一個研發(fā)的布局。其實對固態(tài)電池大家也不陌生，包括學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界都在關(guān)注這個事情，可以把固態(tài)電池分為三代，第一代就是把傳統(tǒng)的鋰離子電池里面換成電解質(zhì)，這樣的優(yōu)勢并不明顯，因為換成固態(tài)電池以后，能量密度、體積能量密度比現(xiàn)有的傳統(tǒng)的鋰離子要低，正負極極片里面也要有。第二代就是把負極換成鋰金屬，正極用傳統(tǒng)的正極材料，可以用高壓，再往下一代，因為負極用了鋰，正極材料可以用不含鋰的材料，可以用硫，其他不含鋰的都可以嘗試，這樣能量密度會有進一步提高的空間。

郭永勝介紹寧德時代做固態(tài)電池之前，對全球做固態(tài)電池的公司做了調(diào)研，可以看到做固態(tài)電池的是一些大公司，他們做的整體上都是在歐美這塊。重要是鋰金屬和傳統(tǒng)的正負極材料公司在做，固態(tài)電解質(zhì)分為三種，一種是重要的聚合物，另外一種是氧化物，再有就是硫化物。做固態(tài)電池，這三重固態(tài)電解質(zhì)，最重要的就是鋰子電導的問題，傳質(zhì)是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，因為鋰子電導本身的電導率有很重要的關(guān)系。郭永勝介紹了這三種固態(tài)電池目前全行業(yè)的研究進展。

首先，在聚合物方面，在2011年的時候，法國的Polymer公司在倫敦投資了再固態(tài)電池的車，這個車也是試運行的出租車，這個電池用的是PEO類的聚合物，這個是他們一個性能，就是扣電水平是1300周以上。寧德時代前些年也做了研究，以稍微大一點的電池，不用扣電電池做，大電池能做到80％，大概600周的水平，也做了整體安全的性能，所以固態(tài)性能，無論是在剪開或者是彎折，安全性沒有大問題，這就是為何做固態(tài)電池重要的因素。

聚合物面對一個很大的挑戰(zhàn)，重要的問題就是低溫的離子電導率，常溫的離子電導率比較低，導致只能用磷酸鐵里做正極，這樣會導致整體的能量密度跟現(xiàn)有的傳統(tǒng)鋰離子沒有優(yōu)勢可言，這是聚合物面對的問題。

有關(guān)氧化物目前參與比較多的，包括美國Sakti3的初創(chuàng)公司比較多，特別是Sakti3實驗室，他們所擁有的氧化物做薄膜固態(tài)電池，這個是非常成功的，薄膜固態(tài)電池能夠做到好幾萬周基本上不衰減，但是這個Sakti3就是把這個薄膜電池一層一層疊起來，寧德時代認為這個基本上不太可能，薄膜電池的成本非常高。這個作為EV用的純氧化物也有一個問題，它本身氧化物，有離子電導率比較低，還有一個就是用氧化物做固態(tài)電解質(zhì)有一個非常非常大的難題就是界面問題怎么解決，假如傳統(tǒng)的正極材料是陶瓷類的，氧化物的也是陶瓷類的，都非常硬，兩種非常硬的東西怎么樣保證充分的接觸界面是非常大的挑戰(zhàn)。

還有就是比較重要的硫化物的固態(tài)電池，這個是比較領(lǐng)先的，他們也做了一些腳踏車和物流車，已經(jīng)在用，用硫化物有一些優(yōu)勢，相對前面兩種來說，一種就是適溫電導率比較高，和傳統(tǒng)的電解液相比，另外就是電解化窗口比較高，正極材料不能用的在這里面有可能實現(xiàn)。另外就是跟鋰金屬的兼容性還是比較好的。不是說硫化物就沒有問題了，它的挑戰(zhàn)也非常大，大家了解固態(tài)電池是一個很大的挑戰(zhàn)。

寧德時代在固態(tài)電池上的解決思路是對正極材料做了一些保護，可以提高兼容的問題。另外對固態(tài)電解質(zhì)本身，硫化物對空氣是敏感的，對它的制造過程會有很大的挑戰(zhàn)，這是寧德時代首先必須要解決的問題，通過對它本身的改進能夠顯著提高空氣中的穩(wěn)定性。目前寧德時代做的鋰金屬固態(tài)電池能做到300周以上，在82％。目前來說也是比較好的結(jié)果，就是能夠證明這個固態(tài)鋰金屬電池是有可能的。

同時，寧德時代在研發(fā)過程中，也在關(guān)注固態(tài)電池的制造問題，固態(tài)電池整個制造工藝跟傳統(tǒng)的鋰離子的制造工藝是完全不相同的，每一步都要新的設(shè)備，新的工藝在里面，所以寧德時代也同時進行工藝的研發(fā)。

郭永勝最后總結(jié)道，固態(tài)鋰金屬電池是一種有可能的下一代電池，它既能夠保證高能量密度也能保證安全性。寧德時代也在做固態(tài)鋰離子電池方面的投入研發(fā)比較多，同時也在開發(fā)固態(tài)電池的制造工藝，固態(tài)電池目前還是處于非常早期的研發(fā)階段，所以要更多的同行一起交流，一起去促進電池技術(shù)的發(fā)展。