全固态电池- 大数跨境

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全固态电池

程泉智能

2023-06-02

导读：深处全固态电池技术发展的关键机遇期，我们迫切需要在全固态电池的理论机制层面取得突破，抢占全固态电池科技发展的制高点，引领全球二次电池技术的新变革，为双碳目标的实现注入强大动力。

随着新能源技术的广泛应用，现代交通电动化发展的趋势越发明朗。全固态电池作为高能量密度电池的重要发展方向，是新能源发展的重要支撑。

中国新能源汽车展望

根据中国汽车工业协会的数据，2020年，我国新能源汽车普及率约为5.8%；2021年，新能源汽车市场渗透率约为13.4%；2022年，新能源汽车渗透率超过27.6%；2023年，预计新能源汽车渗透率将提高到36%，新能源汽车行业进入了一个快速发展的时期，也带动了LIB产业的快速发展。

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然而现有的LIB体系无法满足高能量密度、高安全、长循环的性能要求。目前应用最广泛的商用LIB大多以磷酸铁锂（LiFePO4）作为正极的活性物质，理论上容量更高的三元正极材料由于安全问题存在隐患导致应用热潮短暂。全固态电池采用不可燃的固态电解质取代了电解液，虽然有望实现高能量密度与高安全和长循环的共存，但也面临不同于传统LIB的全新挑战。

1983年，Knutz实用Li3N作为固态电解质构建了循环寿命超过200圈的固态锂金属电池。随后，多种固态电解质材料被相继提出。2022年，刘思捷等人制备的柔性、高电导的复合固态电解膜实现了全固态纽扣电池的超长循环20000圈，全固态软包电池的循环寿命也在500圈也上。

全固态电池的产业化也在随之进行，2022年美国SolidPower宣布第一代全固态锂金属软包电池产线已经进入试验阶段，可制备能量密度为320Wh/kg，预计在2025年进行批量生产。清陶（昆山）能源于2021年底推出了固态动力电池，能量密度为368Wh/kg。

核心问题

全固态电池的发展还需解决三个核心问题：

固态电解质其体相与表界面的锂离子运输机制；

固态电解质难以抑制锂金属枝晶的生长，造成全固态电池的快速容量衰减与安全隐患；

全固态电池中离子输运、界面电化学等物理化学过程具有鲜明的多场耦合特征，全面考量多长耦合效应，建立真实工况下全固态电池复杂体系的物理化学模型可以起到优化全固态电池电化学性能的重要作用。

深处全固态电池技术发展的关键机遇期，我们迫切需要在全固态电池的理论机制层面取得突破，抢占全固态电池科技发展的制高点，引领全球二次电池技术的新变革，为双碳目标的实现注入强大动力。

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