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三星固态电池技术发表在自然杂志上,实现了关键突破,促进了量产!

来源:网络 2020-03-27 11:56:00

固态电池是以固体材料为电解质的二次电池,固体电池与传统锂离子电池的区别是采用固体电解质代替传统锂离子电池的电解质和隔膜,由于其在安全性、能量密度、循环寿命等方面优于传统锂离子电池,被认为是下一代电池技术。

原则上,固态锂电池与传统锂电池没有什么不同:传统的液态锂电池被称为摇椅电池,摇椅的两端是电池的正极和负极,中间是液体电解质,锂离子在电解液中迁移以实现正负极之间的穿梭,从而实现充放电,而固态电池的电解质是固态的,相当于锂离子转移到固体电解质的位置。

在固体电池的开发和产业化方面,韩国以企业界为主导,在政府部门的指导下,国内各大汽车电池制造商共同开发全固态电池。目前,韩国的主要研究公司是三星SDI、LG和现代汽车,其中三星、LG和SK选择成立联合基金,共同开发固态电池。现代汽车没有加入上述三个联盟,而是通过自主开发、与高校合作和对外投资,选择了进入固态电池产业链。在专利方面,韩国的专利分布相对集中,三星SDI、LG和现代电子占50%以上;在技术路线上主要是硫化物电解质。

三星高级研究所和三星日本研究中心在自然-能源杂志上发表了一篇题为通过银碳负极的高能量密度长期全固态锂电池的论文,展示了三星解决了锂枝晶和充放电效率的问题,这使全固态电池的批量生产难以解决。

据了解,这一解决方案将帮助三星的全固态电池达到900wh/l(不同于wh/kg的测量单位,由于材料密度不同,两者无法转换)能量密度、1000多个充放电周期和99次充放电周期。8%库仑效率(也称为充放电效率)。虽然我国较先进的固态电池技术也能达到1000多个充放电循环,但库仑效率目前还不到100%。

三星通过引入银碳复合负极、不锈钢捕收剂、辉石硫化物电解质和特种材料涂层对固态电池负极、电解质和正极进行了处理,有效地解决了锂枝晶生长、库仑效率低和界面副反应等核心问题,促进了固态电池技术的产业化。关键技术的突破意味着在固态电池市场开牌,包括松下、宁德时代、丰田、宝马等玩家磨刀霍霍。可以预见,在未来五年内,固态电池技术将成为这些公司技术对抗和产业布局的关键。另一方面,三星将在这场竞争中占据相当大的领先地位,因为它已经率先取得了技术突破。

在以前的固态电池研究和开发中,锂枝晶问题、库仑效率问题和界面副反应问题使许多电池领域的研究和开发团队失败。目前,三星已经攻克了固态电池技术的关键难点,固态电池产品已向规模化生产迈进了一步。这一现象意味着,在未来五年内,汽车公司、动力电池供应商和跨国固态电池领域的参与者将遵循这一思路,推动固态电池领域从研发到大规模生产的突破。

部分参考文献:汽车用品

作者:天津材料学院

?本文汇编:王宁宁

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