中國科學(xué)家表示，他們已經(jīng)開發(fā)出一種固態(tài)鋰電池，其性能可以與其他下一代電池技術(shù)的候選產(chǎn)品相媲美，而成本不到后者的10%。

這一突破將率先實(shí)現(xiàn)許多人認(rèn)為的可充電電池技術(shù)的未來，并有可能徹底改變電動汽車行業(yè)。

雖然傳統(tǒng)電池組已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但它們的體積、重量以及潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，與輕便、可靠的電動汽車的要求不一致。

用固態(tài)電池替代傳統(tǒng)鋰電池的液體電解質(zhì)可以保證更快的充電時(shí)間、更好的性能和更高的安全標(biāo)準(zhǔn)。

但是，傳統(tǒng)鋰電池的固態(tài)替代品的大規(guī)模使用一直受到高材料和制造成本的阻礙，引發(fā)了全球范圍內(nèi)對商業(yè)上可行的解決方案的競爭。

來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種固體電解質(zhì)，在商業(yè)應(yīng)用方面具有很大的前景。

根據(jù)世界領(lǐng)先的化學(xué)期刊之一德國化學(xué)學(xué)會6月30日發(fā)表的一篇論文，該團(tuán)隊(duì)采用了一種新的方法來解決困擾研究人員十多年的問題。

主要的行業(yè)參與者，包括日本的豐田和韓國的三星，已經(jīng)在研究和開發(fā)合適的固態(tài)電解質(zhì)方面投入了大量資金，主要有三種類型——氧化物、硫化物和氯化物。

由于其優(yōu)異的性能，硫化物通常被認(rèn)為是全固態(tài)電池最終實(shí)際應(yīng)用中最有希望的候選者，但其高成本仍然令人望而卻步。

上周，在接受時(shí)，中國科技大學(xué)研究員馬騁從簡單的經(jīng)濟(jì)學(xué)角度解釋了問題的根源——商業(yè)上可行的固態(tài)電池電解質(zhì)的生產(chǎn)成本必須低于每公斤50美元，但硫化物電解質(zhì)的價(jià)格通常超過每公斤195美元。

馬騁表示:“盡管世界各地的研究人員都在努力通過各種方法降低成本，但長期的探索表明，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是相當(dāng)困難的?！?/p>

為了克服這一挑戰(zhàn)，馬騁的團(tuán)隊(duì)著手開發(fā)一種新的硫化物固體電解質(zhì)，他們稱之為LPSO，不需要硫化鋰作為原材料。

LPSO是由兩種低成本化合物合成的，原料成本僅為每公斤14.42美元，不到其他硫化物固體電解質(zhì)原材料成本的8%。

根據(jù)研究人員的說法，價(jià)格的降低并沒有失去硫化物固體電解質(zhì)所提供的獨(dú)特優(yōu)勢，包括可接受的陽極兼容性，這決定了性能的穩(wěn)定性。

該論文稱，LPSO與鋰金屬和硅等高能量密度陽極非常匹配，由新材料和鋰金屬組合制成的電池在室溫下可保持4200小時(shí)以上的穩(wěn)定循環(huán)。

不過馬表示，LPSO“仍有望在性能上取得進(jìn)一步提高，我們正在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)”。

來自日本、韓國、歐洲和美國的公司在傳統(tǒng)鋰電池方面落后于中國，他們把希望寄托在下一代電池技術(shù)上，包括固態(tài)電池，以取得領(lǐng)先地位。據(jù)報(bào)道，豐田和三星都計(jì)劃在2027年推出全固態(tài)電池。

在其他國家加快努力實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的商業(yè)可行版本之際，中國的電池和汽車制造商已經(jīng)聯(lián)合起來，計(jì)劃在2030年建立固態(tài)電池供應(yīng)鏈。

今年1月，中國全固態(tài)電池產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(CASIP)在北京正式成立，這是一個(gè)由政府、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界組成的聯(lián)盟，包括電動汽車電池巨頭寧德時(shí)代和比亞迪。

今年5月，“中國鋰電池之父”陳立泉表示，該戰(zhàn)略將讓中國在發(fā)展“可充電電池技術(shù)的未來”的競賽中保持領(lǐng)先地位。