发布时间:2024-09-02
中国科学院青岛生物能源与过程研究所近日在全固态锂电池领域取得重大突破,开发出一种新型均质化正极材料,显著提升了电池的使用寿命和能量密度。这一成果发表在国际顶级学术期刊《自然—能源》上,标志着全固态锂电池技术向前迈出了关键一步。
全固态锂电池与传统锂离子电池最大的区别在于电解质的形态。传统锂电池使用液态电解质,而全固态电池则采用固态电解质。这种设计带来了诸多优势:首先,固态电解质提高了电池的安全性,消除了液态电解质易燃的隐患;其次,固态电解质能在更宽的温度范围内保持稳定,使电池在极端环境下仍能正常工作;此外,固态电池还具有更高的能量密度和更长的循环寿命。
对于电动汽车而言,全固态锂电池的这些特性具有重要意义。更高的能量密度意味着在相同体积下可以储存更多的电能,从而延长续航里程;更快的充电速度和更宽的温度适用范围则可以显著提升用户体验;而更高的安全性则可以降低电池起火等风险。据预测,全固态电池可以使电动汽车的续航里程提高50%以上,充电时间缩短至10分钟以内。
然而,全固态锂电池的产业化仍面临诸多挑战。首先是材料问题,目前还没有找到理想的固态电解质材料,既能保证高离子导电性,又能与正负极材料良好兼容。其次是制造工艺,固态电池的生产需要全新的设备和工艺,这将带来巨大的投资成本。此外,如何在大规模生产中保持电池的一致性和可靠性,也是需要解决的关键问题。
尽管如此,全固态锂电池的发展势头依然强劲。据高工锂电数据,今年前7个月我国固态电池新增产能(含规划、落地)已超过142GWh,涉及投资总额超644亿元。多家上市公司也在积极布局,如湖南德赛电池有限公司正在与中国科技大学等高校合作研发固态电池,科力远公司已开展应用于固态电池相关材料的研究项目。
展望未来,全固态锂电池有望在2025年前后实现小规模量产,2030年左右进入大规模商业化阶段。届时,电动汽车的性能将得到质的飞跃,有望彻底改变人们的出行方式。同时,全固态电池技术的进步也将推动储能、消费电子等多个领域的创新,为构建更加清洁、高效的能源体系提供重要支撑。