材料升级与固固界面难题的破局之路 全固态电池商业化

摘要:

万向钱潮、紫建电子、南都电源等不少于8家动力电池产业链公司，先后公布了各自在半固态电池以及全固态电池领域的技术进展。

攻克技术关材料升级是关键

与依赖液体电解质的传统锂电池不同，固态电池是一种使用固体正负极和固体电解质的电池。根据液体电解质含量的不同，固态电池可分为半固态、准固态、全固态三种类型。

固态电池的技术发展和应用将按照固态电解质—新型负极—新型正极的形式呈现梯次渗透，核心在于引入新材料体系。

负极材料端

短期内，硅基负极有望成为固态电池负极材料的主要解决方案。长期来看，金属锂将成为固态电池负极的终极选择。

正极材料端

固态电池正极开发包括三种路线，分别是高镍三元正极、镍锰酸锂、富锂锰基。

全固态电池的三大难题

高性能负极材料和正极材料的开发

高性能的负极材料和正极材料，都面临着开发难的挑战。在高压下，三元正极容易失氧，会导致电池鼓包。因此很多正极材料企业都在研究用大的单晶化和氧化物包覆。硅基负极材料也存在类似的痛点，会造成电芯膨胀。

固固界面难题

电解质作为固态电池技术的首要变量，也存在着技术路线之争。目前，固态电池的电解质涉及聚合物、氧化物、硫化物、卤化物等多种路线。这几条路线各有优缺点，聚合物路线的特点是柔韧性好，不易大规模制造，但它的离子电导率相比其他几种电池是最低的；氧化物路线的离子电导率居中，但是它在界面接触方面存在挑战；硫化物路线是离子电导率最高的，但是稳定性不高。

成本控制

固态电池的成本问题也是制约其商业化进程的重要因素。目前，固态电池的成本比传统锂电池高出数倍，主要原因在于材料和工艺的昂贵。因此，降低固态电池的成本是实现其商业化应用的关键。

固态电池的未来展望

Despite the challenges, solid-state batteries are seen as the next generation of power sources for electric vehicles. They offer a number of advantages over traditional lithium-ion batteries, including higher energy density, longer lifespan, and improved safety. As research and development continues, the cost of solid-state batteries is expected to decline, making them more competitive with traditional lithium-ion batteries.

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