中国研发团队领衔,全固态电池研发到产业化进程加速!
全固态电池关键技术取得突破,产业化进程提速
近期,全球固态电池研发进展显著,特别是在提升能量密度、解决界面阻抗等方面取得了多项突破,推动固态电池从实验室走向产业化又迈出了坚实一步。丰田也宣布加速相关技术研发进程,将于2027年左右推出全固态电池汽车。
推动全固态电池实现产业化所面临的技术挑战有哪些?
中科院物理所黄学杰:动态自适应界面为固态电池摆脱高压依赖提供了新途径
中国科学院物理研究所研究员黄学杰在学术论文《Adaptiveinterphase enabled pressure-free all-solid- statelithium metal batteries》中提出:“全固态锂金属电池是一种很有前途的下一代储能技术,然而负极和固体电解质界面处的空隙形成和演变仍然是一个重大挑战,导致性能加速下降。研究解决了锂离子负极与高模量固体电解质之间持续固-固接触损失的关键问题,推动了全固态锂离子电池作为高能量、可持续电化学存储系统的实际应用。”
长安汽车张宁欣:优化极片组分和制备工艺是提升全固态电池性能的关键
中国长安汽车股份有限公司先进电池研究院电芯开发总工程师张宁欣在第八届国际汽车关键技术论坛“全固态电池关键技术创新”分会场中指出,极片几乎决定了电池整体表现——无论是能量密度、快充能力,还是循环寿命。极片一旦成型,后续的叠片、封装、化成等工序都很难再对电池性能带来根本性的改变。
张宁欣表示,在全固态电池中,极片结构里的孔隙是‘隐形杀手’,必须彻底消除。为此,可通过在极片中合理添加固态电解质、优化活性物质颗粒和电解质颗粒的级配来根除孔隙问题。
清华大学卢兰光:全固态电池的安全性标准仍有待完善
清华大学车辆与运载学院副研究员卢兰光在三十一届中国汽车工程学会年会暨展览会2024固态电池材料与技术创新论坛中指出:“全固态电池并不意味着‘绝对安全’,目前国内外仍缺乏相关安全标准。开展全固态电池安全性测试与评估研究,有助于全面了解其在复杂工况下的安全表现。以硫化物全固态电池为例,虽然相较液态体系更安全,但仍可能发生热失效反应。”
中科院物理所俞海龙:正负极协同创新,推动全固态金属锂电池性能突破
中国科学院物理研究所副主任工程师俞海龙认为,高镍三元电池虽能量密度高,但寿命与安全性不足,通过一次颗粒纳米化,可解决极片压制和循环过程中的颗粒破裂问题,大幅提升了循环寿命和安全性。
俞海龙指出,金属锂仍面临枝晶生长、界面副反应和高工作压力等挑战,引入动态自适应界面后,可显著改善上述问题,使全固态软包电池在 20 MPa 下保持 95% 容量稳定循环,140 次后仍能保有 85.7% 的容量。
广汽埃安李进:已完成30Ah大尺寸全固态电池原型开发
广汽埃安新能源汽车股份有限公司电池研发部部长李进表示:“全固态电池是必然趋势,技术路线的核心在于电解质材料,目前氧化物和硫化物路线最成熟,复合电解质潜力巨大。我们聚焦硫化物基多元复合技术,攻关高容量电极、高性能电解质和固固界面改性,打造满足车规级要求的全固态电池。目前已完成30Ah大尺寸原型开发,能量密度达400Wh/kg,可支持续航超 1000 公里,并通过业内最严苛的安全测试。”
吉阳智能阳如坤:原子、分子级界面制造是全固态电池产业化的关键
深圳吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤认为,固态电池界面制造的核心在于结构选型、界面匹配与组装控制。由于锂离子在全固态电池中跨越距离仅约 0.21 nm,因此必须实现原子级、分子级的紧密接触。
阳如坤表示,目前规模化制造主要有两条路线:原位固态化和界面生长。要解决充放电过程中材料膨胀导致的退化问题,关键是通过材料设计、结构优化和制造工艺,构建具备韧性的高质量界面。
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