[朱棣文]“三明治式”固态锂电池三分钟充满电，商业化还要多久？

固态电池技能迎来了打破。

近来，美国哈佛大学研讨团队开发了一种新的固态电池，该电池能够循环10000次，有望完结3分钟内彻底充电，并且可继续运用20年。

这款固态电池运用的是纯金属方式的锂，运用固体电极和固体电解质，而不是锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。在实验室中，电池原型能够成功完结 5000至10000次充电循环。哈佛大学研讨团队关于固态锂金属电池的研讨可追溯至上一年5月，但彼时的技能停留在“10~20分钟内彻底充电，10~15年的电池运用寿命”层面上。

这款电池的规划创意来自于英式经典三明治。假如将电池幻想成三明治，首要一层是面包（锂金属阳极），然后是生菜（石墨涂层），接下来是一层西红柿（榜首种电解质）和一层培根（第二种电解质），最终是另一层西红柿和最终一块面包（阴极）。

研讨团队以为，一般其他固态规划中的锂金属阳极会发展出树突状的成长，能够逐步经过电解质渗透到阴极，然后导致锂离子电池短路。也就是说，锂离子电池在运用过程中发生的树突或枝晶是电池着火的根本原因。而三明治的多层结构可避免枝晶结构生成，在这种规划中，树突在“生菜”和“西红柿”中成长，但在“培根”处中止。“培根”屏障阻挠枝晶穿过使电池短路，然后避免了毛病发生。

“咱们着手将这项技能商业化，咱们的技能与其他固态电池比较是绝无仅有的。在实验室中，咱们已经在电池的运用寿命内完结了5000到10000次充电循环，而现在即使是同类产品中最好的电池也需求2000到3000次充电循环，并且咱们以为扩展电池技能没有任何根本约束，这可能会改动游戏规则。”哈佛大学约翰 A. 保尔森工程与使用科学学院资料科学副教授Xin Li表明。

现在，研讨团队建立的草创公司 Adden Energy宣告已取得哈佛大学技能发展办公室颁发的独家技能答应，用于推进该技能的商业化，其方针是将电池缩小为手掌巨细的“软包电池”，其组件封装在铝涂层薄膜中。不过，Xin Li上一年在承受媒体采访时表明，这项技能的商业化还需求数年时刻，一起还面临着许多应战。

固态电池是指选用固态电解质的锂离子电池，其具有更高的安全性和能量密度，被以为是下一代电动车动力电池的技能方向。现阶段，固态电池在技能指标上领先于三元锂电池。从当时工业布局来看，丰田、宝马、群众、现代等多家世界车企均在固态电池范畴进行布局，并加大在固态电池范畴的出资。此外，车企和电池制造商纷繁携手攻坚克难，丰田正与松下公司协作，群众则出资了美国电池草创企业QuantumScape，福特、宝马出资了Sol Power。Sol Power的全固态电池理论上可使续航间隔最高到达锂电池的2倍，宝马方案于2025年之前开端对装备全固态电池的车辆进行路测，2030年之前上市。奔驰继与Hydro Quebec协作之后，现在还与Factorial Energy一起研制固态电池。

不过，现在还未看到量产固态电池搭载在轿车上。早在2011年，丰田就表明将在2015年至2020年推出固态电池，其以为固态电池将彻底补偿新能源轿车的续航路程难题，一起还能大力推进新能源轿车遍及速度。可是，时至今日，固态电池仍旧未能得以正式使用，丰田估计2025年才将完结大规模量产使用，LG新能源则估计2026年完结全固态电池量产。

“关于全固态电池，现在仍存在一些技能难点。”高能年代CEO董思晓在承受榜首财经记者采访时表明，一是电解质的批量化、低本钱化、安稳化合成问题一向未能有用处理，二是固固界面问题导致的内阻大的问题未得到处理，三是相应的设备、工艺没有定型。

其间，固固界面的问题分为物理层面和化学层面，在物理层面，粉体颗粒在电池充放电循环中会发生体积变大或变小，由于不含有液体，因而颗粒与颗粒之间、层与层之间简单发生缝隙，带来接触不良，影响离子和电子的传输，电池内阻就会添加，在充放电过程中就会发生极化问题，导致倍率功能下降。在化学层面，假如硫化物电解质资料选型欠好，硫化物电解质简单与正负极资料、导电剂、粘接剂资料发生化学反响，因而在电化学环境下，就会在界面上发生锂离子电导率比较低的反响产品，导致电池内阻增大，电池倍率功能下降。

业界有一种说法是全固态电池的本钱比当时的锂电池高4倍以上。伊维经济研讨院研讨部总经理、我国电池工业研讨院院长吴辉以为，由于没有量产，所以无法去比较本钱，可是现在这些半固态电池的本钱都在1元/WH以上，而液态锂电池电芯的本钱大约现在0.7~0.8元/WH（以三元为主）。全固态电池量产时刻可能在2030年左右。

我国科学院院士、我国电动轿车百人会副理事长欧阳明高此前谈到，资料这种事，要厚积薄发，固态电池真实投入大规模商业使用大约的时刻是在2025~2030年之间。

致力于为您供给最新最全的财经资讯，想了解更多行业动态，欢迎重视本站。