革命性突破提升电池性能 新型硫化物固态电解质研发成功
摘要
近日，中国科学技术大学开发出一种用于全固态电池的新型硫化物固态电解质。该材料相较于其他硫化物固态电解质，成本更低廉、更适合商业化，将加速固态电池的产业化进程。
全固态电池的优势和前景
固态电池由于能在根本上提升能量密度和安全性，被认为是最具前景的新一代动力锂电。
- 高能量密度：固态电解质比传统电解液具有更高的离子电导率，可以实现更高的能量密度。
- 高安全性：固态电解质不挥发、不燃，消除传统电池的热失控风险，大大提升电池的安全性。
产业化布局和市场前景
目前，包括大众、丰田等车企巨头以及宁德时代、三星等国内外电池企业都在加紧固态电池的研发与产业化布局。
业内人士预计，到2030年左右，固态电池稳态市占率有望达到20%。
新型硫化物固态电解质的优势
中科院之声官宣，中国科学技术大学开发出的一种新型硫化物固态电解质，相较于其他硫化物固态电解质，具有以下优势：
- 成本更低廉：该材料采用低成本原料，大幅降低了生产成本。
丰田计划展开技术革命领跑全球电动汽车竞赛
7月4日，作为世界上最大的汽车制造商——丰田，其高层在最新的通气会上对“倍增效应”做了概述，计划在短短几年内领跑全球电动汽车竞赛。
根据新任首席执行官佐藤浩二(Sato Koji)率先提出路线图，要求对丰田的产品以及工厂进行新的工程设计。 在制造方面，丰田计划将生产工序数量减半、工厂投资额减半、生产准备时间减半。
左图为原本的后部模块，由钣金零件构成，右图为使用了一体化铸造技术的新模块
高管们说，采用一体化铸造技术，能够实现大幅度的零件整合；车辆自动化移动生产线技术，即汽车将在没有固定生产线的情况下自行驶过装配厂，可以迁移到非EV工厂。 数字孪生技术的使用也将使丰田通过创建一个虚拟世界的二重奏来加速新生产线设计的创建、测试和验证。
丰田BEV Factory总裁 加藤武郎
“这些技术不应该只应用于电池电动汽车”，丰田BEV Factory总裁加藤武郎（Kato Takero）说。 “它们可以提高汽车的质量和灵活性。 通过这些研究，能够精简我们所有的生产制造活动。 ”
在产品方面，丰田将推出一个新的电动汽车平台，一个新的软件操作系统和一波先进的电池，可以使电动汽车的行驶里程达到1500公里。
丰田希望通过构造新的技术工具箱供整个企业使用，由此获得更广泛的收益。
好意和真心“全方位电动化”战略将为丰田带来巨大的连带利益，这不仅仅关乎2026年开始下线的用以对抗特斯拉的丰田下一代汽车。 丰田有意向与合作伙伴分享新的电动汽车技术，这可以进一步提高销量和利润率。
突破性的制造工艺也将被应用于生产传统汽车的工厂。 同时，正在从头开始设计的全新电动汽车平台甚至可能与合作伙伴汽车制造商共享，帮助丰田扩大规模并进一步降低成本。
丰田领导着一个交叉持股交织在一起的汽车制造商联盟，包括斯巴鲁、马自达、铃木和大发，以及卡车制造商日野和五十铃。
通过统计全球销售量，这个联盟形成了一个拥有1630万辆汽车的日本巨无霸。 截至3月31日的财年中，丰田汽车（包括大发和日野）在全球的零售量达到1056万辆，斯巴鲁售出85.2万辆，马自达售出111万辆，铃木售出300万辆，五十铃以77.1万辆卡车位列其中。
丰田已经在与斯巴鲁共享技术和分摊成本，二者在bZ4X上进行了合作，该车被改装成斯巴鲁SOLTERRA出售。 丰田已经承诺将其混合动力传动系统提供给斯巴鲁计划生产的下一代混合动力汽车。
丰田首席技术官 中嶋裕树
首席技术官中嶋裕树（Nakajima Hiroko）希望扩大这种互生合作。 “我们对自己的想法有信心，”他说，“如果能帮助他人实现碳中和，我们就愿意开放技术。 ”
丰田的自信丰田声称已经取得了解决电池耐久性问题的 “技术突破”和“材料解决方案”，这能使由固态电池驱动的电动汽车的续航能力达到1200公里，充电时间为10分钟或更短。
丰田碳中和研发中心总裁Keiji Kaita表示，现在有足够的信心在2027年或2028年之前大规模生产电动汽车固态电池。
他说，“我们所有的成员积极性都很高，并且正在努力工作，一定要在承诺的时间内推出该技术。 ”丰田也在通过合资电池企业与松下合作开发该技术。
对于慢人一步推出电动汽车的丰田，分析师表示固态电池可能是其缩小与特斯拉差距的一个“游戏规则改变者”。
“对于液态和固态电池，我们的目标是大幅改变目前电池过大、过重和过贵的问题，” Kaita说。 “就潜力而言，我们将致力于减半所有因素。 ”
次世代电池可达到更长的续航，并且能在10分钟内完成快速充电
长期以来，固态电池被业内专家誉为解决电动汽车电池问题最有前途的技术，比如在充电时间、容量和着火风险方面。 用固体电解质代替液体电解质，在阳极使用锂金属而不是石墨，这是目前锂离子电池的标准。
但这种技术仍然很昂贵，而且难以生产，迫使汽车制造商延迟推出这种技术，并集中精力开发液态锂离子电池。
“液态电池也有改进的余地，”中嶋说。 “电动汽车电池竞争的关键最终将是汽车作为一种产品的附加值，以及我们能在多大程度上控制电池的总量和如何有效利用它们。 ”
他补充说，通过减少制造电池材料所需的工序数量，固态电池的成本可以降低到与液态锂离子电池价格持平或更便宜的水平。
自从丰田上个月宣布其固态电池计划以来，其股票已经上涨了13%。 但其首席技术官中嶋裕树提醒说，丰田不一定将该技术视为电池挑战的“最终解决方案”。
丰田的综合考虑丰田全球业务都将从电动汽车转变中获益，而不仅仅是其新生的电动汽车业务。
改造后的生产技术将是削减丰田下一代电动汽车成本的关键。 从2025年开始推出的汽车将从头开始设计，并在超高效的制造和新的服务收入来源上追求更高的利润。
“电池成本仍然很高，所以很难实现盈利，”加藤在谈到丰田目前带有bZ标志的电动汽车系列时说，bZ4X全电动跨界车就是一个例子。
目前bZ4X的车身后部由86个金属板部件、经过33道冲压工序组成。 如果用铝压铸工艺一体成形，最终可将零件数量和工序精简为1个。
“制造方式本身是新的，”中嶋说，“高效制造是我们必须优先考虑的。”
新的制造方式也将减少丰田对人类劳动的依赖。 丰田生产工程开发中心主任近藤贞彦（Kondo Sadahito）说，新技术可以提高工厂效率。
为应对日本人口老龄化和萎缩而出现的劳动力短缺问题，丰田作为日本最大的雇主之一能够帮助解决这一难题。 近藤说：“多余的工人将被重新分配到更高价值的工作岗位。 ”
二氟草酸硼酸锂；CAS号：409071-16-5
揭开高性能锂离子电池的秘密武器：二氟草酸硼酸锂（-16-5）
在电池科技的革新领域，二氟草酸硼酸锂（LIODFB）无疑是一颗耀眼的明星。 这款独特的化合物，凭借其CAS号-16-5，集双效于一身，融合了草酸根硼酸锂（LiBOB）和LiBF4的特性，为锂离子电池的循环寿命提升带来了革命性的突破。 它的存在，旨在强化石墨负极表面的固体电解质界面（SEI）稳定性，同时作为高效添加剂，显著提升电池的循环效率和容量保持率，为绿色能源的发展注入了强大动力。
化学结构与特性
中文名称的多样性，如同它的化学结构一样丰富多样：二氟草酸硼酸锂，二氟乙二酸硼酸锂，或是其英文名LIODFB，Lithium difluoro(oxalato)borate，LIF2OB，LIFOB，每一种命名都揭示了其独特的分子构造。 其分子式C2BF2LiO4，表明了其由锂、硼、氟和草酸根组成的复杂结构，重量仅为143.8毫克/摩尔，熔点在265-271°C之间，具有2.12克/立方厘米的密度，这使得它在水中的溶解性极高，且具有显著的吸湿特性。
二氟草酸硼酸锂以白色粉末或结晶状的外观呈现，无论是实验室研究还是实际应用，都要求在室温下妥善储存，以确保其性能的稳定。 在biofount范德生物的HC货号中，这款神奇的材料正等待着与科研人员的亲密接触，共同探索电池技术的新高度。
科研与应用的双赢选择
作为锂离子电池领域的关键添加剂，二氟草酸硼酸锂不仅展示了其卓越的性能提升潜力，而且它的广泛应用范围使得它成为电池制造商和科研机构的热门选择。 通过与现有技术的结合，它有望推动电池技术的革新，为电动汽车、储能设备等领域带来持久、高效的动力解决方案。
总结来说，二氟草酸硼酸锂（-16-5）以其独特的化学结构和卓越的性能，正在书写锂离子电池领域的新篇章，为绿色能源的未来奠定坚实基础。 在这个科技日新月异的时代，它无疑是一把打开未来能源大门的钥匙。
固态电池过热不会爆炸或着火，那么它在受到物理损坏时会如何反应？
革新电池科技：固态电池的未来在热稳定中长久以来，智能手机电池的革新似乎停滞不前，直到最近，澳大利亚迪肯大学的研究团队以工业聚合物为原料，成功研发出一款固态电池，它可能彻底改变我们的电池体验。 这款电池的密度翻倍，且一项关键突破在于，它在过热情况下仍能保持安全，不会爆炸或着火，这无疑是对传统电池安全性的重大提升。
传统电池，特别是锂离子电池，就像微型易爆装置，一触即燃。 锂的易挥发性使其在与空气接触时就可能引发火灾。 制造商通过使用反应性较低的钴酸锂来降低风险，但液体电解质依然是安全隐患的来源，一旦温度上升，易燃的风险依然存在。
然而，固态电解质的出现为电池技术带来了革命性的改变。 它不仅提升了电池的电荷密度，使容量翻倍而体积不变，而且自放电率大幅降低，延长了电池的待机时间。 更关键的是，固态电解质在加热时保持稳定，实现了前所未有的安全性。 迪肯大学的研究团队已经成功在纽扣电池中测试了这种新材料，并计划将其应用于智能手机的更大容量电池。
这不仅仅意味着电池将能安全地放入托运行李，电动汽车的续航里程将显著提升，甚至可能扩展到飞机等高能量需求的领域。 团队利用现有聚合物制造电解质，这意味着商业化进程可能会相对顺利，没有复杂的生产工艺障碍。
尽管固态电解质在安全性上迈出了重要一步，但电池在遭受物理损坏或穿透时的反应仍需进一步研究。 然而，这项突破性进展无疑为电池科技的未来带来了光明，我们期待它能迅速进入我们的日常生活，为我们的设备带来前所未有的安全和性能提升。
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