中國固態電池本質上突破?成本不到1/10,或讓中國繼續領先世界
中國科技大學可能已取得固態電池的成本突破,開發出遠低於商業門檻的固態電解質,有望讓中國在固態電池這一賽道,繼續保持全球領先地位,這項研究發表在6月30日《應用化學》期刊上。
近年來,日本、美國、中國已有多家公司或機構宣佈取得固態電池的突破,然而迄今爲止仍然沒有明確的大規模量產產品,關鍵原因之一,就是成本太高,無法商業化應用。
目前固態電解質主要有聚合物、氧化物、硫化物等三種,其中硫化物被認爲具有最大的優勢,是實際應用最有希望的候選材料,然而硫化物固態電解質也是出了名的成本高昂,日本豐田、松下一直走硫化物路線,但都是年年突破年年難產。
根據目前商業市場的情況,固態電池要實現商業化,固態電解質每公斤成本必須低於50美元,而硫化物電解質目前超過了195美元/公斤,根本不具備商業化的條件。
中科大研究員馬騁教授的團隊,開發了一種新型的硫化物固態電解質LPSO,放棄了價格昂貴的硫化鋰,而是用兩種低成本的化合物合成,一舉將成本降到了其他硫化物固態電解質的8%,每公斤僅14.42美元,但性能卻不受任何影響。
根據測試,LPSO與鋰金屬、硅等負極材料匹配良好,鋰負極電池在室溫下已經可維持4200小時的穩定循環,硅負極的軟包電池在200次循環後,容量仍保持約90%。
更爲令人驚喜的是,這種固態電解質的密度僅1.7克/立方厘米,遠低於陶瓷氧化物的5克/立方厘米,和氯化物的2.5克/立方厘米,這意味着這種固態電池的質量將大大下降,從而具有更爲優良的電池性能,並且還有繼續提升的可能。
是不是本質上的新突破?令人垂涎的硫化物固態電解質竟然如此便宜、密度如此之輕,一旦可以規模化量產,豈不是可以吊打其他固態電解質,甚至現今的傳統鋰離子電池?
當然,這項研究還剛剛出現在實驗室裏,距離商業化可能還有一定的距離,但我們可以期待這項突破,可能給世界帶來的巨大驚喜。
論文:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202407892