体积小更安全 固态电池产业发展正当其时

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘巍课题组在固态锂金属电池方面取得系列进展。刘巍课题组开发了一种可用于多种陶瓷电解质的微波辅助超快速烧结技术。相对传统的烧结技术，该技术为陶瓷电解质和全固态电池的制备提供了一个省时节能的新途径。相关研究发表于国际期刊《先进材料》上。

　　作为一种能产出电能的小型装置，电池在社会各行各业的生产活动中都起到了相当重要的作用，在最新的电池技术研究方向上，固态电池研究更是首当其冲。

　　相较于锂离子电池，固态电池具有更高的能量密度，同时更加安全。因此更加适合电动汽车使用，在新能源车逐渐升温的今天，固态电池同样备受资本关注，并获得大量投资。

　　固态电池与传统电池相比有三大优势

　　固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。相比于传统电池，固态电池主要有体积小、能量密度高、更加安全三大优势。

　　固态电池使用的固体电解质，取代了传统电池中占据电池近40%体积和25%质量的隔膜和电解液，使其在体积上有着明显优势。同时，固体电解质的应用，还很大程度上减小了电池正负极之间的距离，甚至可以将该距离控制在几微米到十几微米之内，这也极大降低电池的体积，使得电池更加小巧。

　　在使用了固体电解质后，电池可以不必使用传统电池中常用的嵌锂的石墨作为负极，而是直接用金属锂作为负极。以金属锂替代嵌锂的石墨可以明显减轻负极材料的用量，从而极大地提高整个电池的能量密度。

　　固态电池还可以有效避免传统电池，特别是传统锂电池可能会发生的各种危险状况。比如，传统电池在大电流下工作可能产生锂枝晶，锂枝晶可能会刺破隔膜导致短路；电解液在高温下可能会出现燃烧现象。固态电池可以很好地避免上述情况的发生。

　　国内外固态电池产业发展如火如荼

　　固态电池作为一种新型的电池技术，近年来在国内外发展态势良好，具有优秀的应用前景。

　　固态电池产业在欧洲、美国、日本等国家均受到了很大重视，众多知名企业与研究机构纷纷投入到固态电池的研发、生产等环节。

　　相较这些国家，我国在固态电池产业的发展上呈现出了政府引导、科研院校协助、企业资本发力的特点，充分突出了产学研结合的优势。

　　2020年11月，国务院办公厅印发了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》（以下简称《规划》）。其中明确指出，要加快固态动力电池技术研发及产业化，这为我国固态电池产业发展提供了坚实的政策后盾。

　　清华大学、中国科学院物理研究所等研究院所响应国家规划，积极推动固态电池技术的研究和科研工作。目前，中国科学院物理研究所研发出了能量密度达到每千克360瓦时、循环性达到800次以上的固态锂离子电池。这款电池预计于今年年底装车，投入实际使用。清华大学南策文院士、沈洋教授团队也在全固态锂电池研究的方向上积极探索，成功研发出了迄今为止室温下循环寿命最长的全固态电池。

　　此外，众多企业也开始进行固态电池的产业化探索，它们研发出的相关试制品在具有较高能量密度的同时，在安全性测试中也表现优秀。例如，蔚来控股有限公司凭借着其研发的150千瓦时的固态电池，有效地避免了自燃、爆炸等安全风险，在能量密度方面也显著高于传统锂电池。宁德时代新能源科技股份有限公司和上海汽车集团股份有限公司等企业也不甘落后，积极参与到了固态电池的研发和生产中来。