近日，加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士、中国工程院外籍院士孙学良在“2023世界动力电池大会”的“新一代动力电池与前瞻技术”分论坛上做报告，介绍了全固态电池的研发现状与发展机遇、挑战等，以下为报告节选。

　　为什么要发展固态电池？固态电池商业化的窗口是什么？从安全性和能量密度可以看出固态电池的优势，窗口期应该出现在2025~2030年期间——在2025年可能实现小批量生产，2030年可能实现更大量的发展。

　　上述目标考虑到路线图和全世界发展的状态，比如日本丰田、韩国三星以及其他的固态电池公司都有自己的时间节点，这些时间节点预示着他们的目标，当然其中也存在着不同的体系。近年来中国在该领域也发展得很快，特别是在过去10年间，准固态和半固态在世界处于领先位置，固态电池也正在靠近其他发达国家的技术层面。

　　欧洲发布的固态电池路线图对于2035年有着详细的计划。我总结了几个发展方向，比如短期、中期和长期的期望目标，锂离子电池和固态电池的市场比较，场景比较和关键指标的比较等，在整个报告中都列得很详细。欧洲在2025 年、2030年和2035年针对各个体系也列出了发展目标。

　　固态电池的发展重点一是安全性考虑，一是能量密度。比如正极材料的界面需要解决固 - 固接触导致的问题，要解决应力扩散、化学、电化学反应界面的控制，包括界面的离子导传输和各种性能等。如果负极没有金属锂，我们还需要解决很多问题，比如直径反应、体积膨胀等。固态电解质研发本身具有非常大的挑战性，比如现在使用的聚合物、氧化物和硫化物要满足这些条件，对离子导、空气稳定性和正负极的匹配性都有挑战。在聚合物的固态电解质中，室温离子导相对较低，在相对高的温度操作时需要解决氧化物、陶瓷的界面控制。目前丰田的硫化物体系离子导非常高，但需要解决空气稳定性和正极匹配性。

　　除此之外，要实现固态电池真正的商业化，还有材料问题、界面问题、工程化问题等。在固态电池电解质的氧化物、硫化物、聚合物之外，是否能开发出更新的、能比这三种更好或者综合性能更高的电解质？

　　卤化物是目前另一种新型的固态电解质，其离子导、电化学窗口和其他的相比具有一定优势。近三年全球很多研究小组都进入了这一领域，我们研究组这几年也在开发这一体系，比如2018年所做的控制材料结构能够实现高离子导。在我们开发的两代产品中，第一代达到10-3离子导水平，最近正朝着增加10倍的方向发展，是否能靠近10-2的水平？另一个方向则是要把固态电解质展示在固态电池中。

　　卤化物电解质是最近三四年间才发展起来，相对比较新的体系。我们总结认为，早期卤化物电解质的离子导非常低，最近3~4年提高到了10-3。除了离子导要提高外，电化学窗口也要控制，其价格非常重要。因为有些需要用到稀土元素，要选择便宜的材料做这一体系才能实现商业化。目前研究显示，卤化物电解质的正极是稳定的，而负极的研究是一个挑战。

　　需要强调的是，工程化是非常重要的。固态电池要达到好的预期目标就要实现高的能量密度，而获得高能量密度就要少用固态电解质，多用活性材料。怎样才能实现固态电解质的使用？这就需要超薄的固态电解质，而干电极法是理想的办法。当然其中还有很多挑战，包括制造过程、裂纹和机械性能、价格等。固态电池面临的三个关键挑战包括固态电解质的开发、界面的设计以及电极。卤化物的开发需要找到动力学和热力学都稳定的界面，以及实现电极从液态到固态的开发。这几个过程都需要做，包括基础的开发到工程等。

　　最后我想谈两点感受：第一个要增强企业和高校院校的合作，因为我们有非常好的工程化能力，很多人都在做全固态电池，相信一定能够做好；第二个感受是我们要做基础研究开发，要创新、要布局专利，这对整个行业的发展都非常重要。（本文未经报告人审核）