锂离子电池因具有高能量密度和高循环效率等优势，在全球便携式电子设备市场中占据着大部分份额，并逐步开始应用于电动汽车和电力储能领域。然而，由于现有动力锂电池和电力储能锂电池是从手机电池等微小型电池发展而来，其结构设计和材料选择并没有考虑可维护再生和回收处理的环节，五年左右的实际使用寿命和电池报废后带来的回收再生难题不仅增加了全产业链成本，也成为我国储能动力电池产业可持续发展面临的严峻挑战。另外，大规模储能锂电池系统的高成本以及安全隐患仍是亟待解决的关键问题。

　　为此，一种新兴的容量型电化学储能技术——锂浆料电池(Lithiumslurrybattery)发展起来了。浆料形态的电池电极最早见于1996年美国GouldElectronics有限公司申请的专利。而“锂浆料电池”的技术名称最早由中科院电工研究所陈永翀教授团队在2015年专利中正式提出。

　　相比于传统锂离子电池，锂浆料电池的全部或部分电极由活性材料颗粒、导电剂和电解液组成的浆料构成，在技术应用方面更具优势：

　　一直以来，厚电极结构都是容量型电池技术研发的梦想。然而，传统锂离子电池的电极活性材料必须粘结于集流体上形成固定电极，粘结电极层不能太厚(一般小于0.2mm)。若粘结电极层超厚，经过若干次循环膨胀和收缩后，粘接电极颗粒和电极层容易发生脱落，造成电池循环寿命的急剧衰减。锂浆料电池中的浆料电极具有动态导电网络的特征，避免了粘接电极材料脱落或松动造成的循环寿命衰减问题，因此锂浆料电池可以采用超厚电极结构，如目前陈永翀教授团队已验证5mm厚度的浆料电极仍可实现良好的充放电和循环性能。不同活性材料负载量对应的电极浆料能量密度和电池综合能量密度(如图1所示)。

　　浆料厚电极的制备免去了传统锂离子电池薄电极的精密涂覆等昂贵制备环节，因此生产流程得以简化，预计规模生产成本可以降低至目前锂离子电池的1/2左右。另外，浆料厚电极非常有利于电池报废后的回收再生。浆料补充微量损失元素后，经过低成本再生处理环节可以重新用于制造新电池，避免了报废锂电池酸碱处理的高成本和高污染回收环节。因此锂浆料电池技术的开发有望实现储能锂电池产业的资源闭环发展，具有重要的产业战略意义。

　　与传统锂离子电池固定粘接的电极结构不同，锂浆料电池的电极含有部分或全部非粘接固定的导电颗粒，当电池受到外力冲击或温度变化时，由于浆料具有动态导电网络的特征，因此可以避免传统锂电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降问题和循环寿命衰减问题，电池的动态循环寿命长。更为重要的是，锂浆料电池的创新技术形态使得电池内部材料界面微结构的在线修复成为可能，因此锂浆料电池技术的开发使得储能电池完全有可能具备十年以上的超长日历使用寿命，为低成本长寿命储能电池的应用发展开辟了一个新的技术方向。

　　因此，锂浆料电池被认为有望在低速电动汽车、基站储能、电力储能等能量型或容量型储能领域发挥重要作用(图2)。锂浆料电池包括两种形态：一种是电极浆料可在电池反应器与外部储存容器之间循环流动的电池系统，由储液罐、电池反应器、密封管道及控制系统组成，储能容量和功率密度可以独立设计，适用于大规模储能;另一种是电极浆料密封于电池反应器中，不发生外部循环流动，电池可以具有更高的能量密度、相对紧凑的结构特征和简化的生产流程，适用于容量要求低而功率要求较高的场合，可作为电动车的动力电池使用。

　　中科院电工研究所陈永翀教授团队最早在国内开展锂浆料电池的相关研究，并与北京好风光储能技术有限公司合作，产学研紧密结合，建立了储能技术研究团队和中试研发中心。团队目前正在建设我国第一条锂浆料电池中试线，预计2017年底将完成主体装备线建设，并推出第一代锂浆料电池样品，开展示范使用。

　　目前，国内在锂浆料电池领域专利申请数量最多的是中国科学院电工研究所陈永翀教授项目组和北京好风光储能技术有限公司的合作储能技术研究团队。团队在电池反应腔设计、电极悬浮液制备、电池安全性能等多方面取得了突破，形成了较为系统的自主知识产权体系，目前已申请的专利数量为65项。在驱动系统方面，提出了利用重力和气压进行驱动的无泵系统。在电极浆料方面，主要涉及电极浆料的制备方法、回收、补锂等技术。在电池反应器方面，对不同应用需求的锂浆料电池进行了结构设计，提出了可行的实施方案，尤其是基于集流内阻解耦模型的创新结构设计，为厚电极锂浆料电池的实用化开发奠定了技术基础。

　

　　陈永翀：中科院电工所储能技术研究组组长，中国科学院大学教授，入选中科院电工研究所创新人才计划。锂浆料电池技术发明人，电动汽车VEG模式倡导者，致力于储能电池和动力电池技术领域的研究工作。兼任中国化学与物理电源行业协会储能应用分会副秘书长、专家委员，中国化工学会储能工程专委会委员，《储能科学与技术》杂志编委，中国能源互联网专家俱乐部首批。发表论文53篇，申请发明专利71项，已获授权25项。