固态电池新突破,清华团队解决两大难题,安全与续航兼具,商业化何时到来?

固态电池新突破,清华团队解决两大难题,安全与续航兼具,商业化何时到来?

固态电池又迎来新突破。

9月25日,清华大学化学工程系发文称,张强团队合作在固态电池聚合物电解质研究领域取得进展。其成功开发出一种新型含氟聚醚电解质,为开发实用化的高安全性、高能量密度固态锂电池提供了新思路与技术支撑。相关成果9月24日在线发表于《自然》。

目前,全固态电池主要有硫化物、氧化物、聚合物和卤化物四种路线。当下主流为硫化物,而此次张强团队领衔研发的是聚合物电解质。

四种技术路线,哪种将率先实现商业化?

起点研究创始人、研究院院长李振强对《每日经济新闻》记者表示:“全固态电池当下还没有真正量产,厂家均以小试、中试为主。现在判断技术路线是比较困难的,也是不科学的。”

对于全固态电池量产存在的问题,真锂研究院院长墨柯认为:“技术开发上还有很多问题没有解决,更不必说量产。”

清华团队解决商业化两大难题

随着eVTOL(电动垂直起降飞行器)和人形机器人的发展,能量瓶颈愈发突出。业界亟需一种高能量密度、高安全需求的新型电池,这就是全固态电池。但全固态电池在技术开发及量产上仍存在诸多问题。其中,离子电导率和固固界面问题最为突出。

高工产研方面告诉记者:“固态电池核心问题是在保证一定离子电导率条件下材料接触的固固界面问题。”

而清华团队此次开发出来的新型电解质,既能解决离子电导率问题,也能解决固固界面问题。

当下,国内外主流厂商纷纷选在硫化物路线研发全固态电池,正是看中其离子电导率与液态电解质相差无几。不过,硫化物也存在不少问题,最突出的当属固固界面问题。

墨柯向记者解释了固固界面问题,其表示:“正负极的极片是固态,两者间夹的固态电解质也是固态。极片与电解质之间需严丝合缝,这样锂离子移动的通道就不会有障碍。假如固固界面之间存在缝隙,锂离子是无法在空气中传播的。只要存在缝隙,离子穿过的数量就将大受影响,锂电池的工作也会受到影响。”

“刚生产出来的固态电池可以严丝合缝,但电池内部存在温度变化,而电池材料难以同步收缩膨胀。经历多个循环后,固固界面肯定有缝隙。因此,解决固固界面非常困难。”墨柯说道。

此次清华团队使用原位聚合技术解决了固固界面问题。对此,墨柯称:“当固固界面出现缝隙,聚合物可以自生长,去填充固固界面存在的缝隙。”

值得一提的是,聚合物电解质虽然能够解决固固界面问题,但其离子电导率较低,这也将影响充放电速度以及锂电池各项性能。

清华团队的做法是,基于锂键化学原理,团队构建了独特的“

评论