2023年7月，豐田公司打出口號充電10分鐘，行駛1200公里，后來豐田的宣稱口徑又變了——充電十分鐘，續航1500公里，數據又增長了。豐田稱最早將于2027年向市場投放配備“全固態電池”的純電汽車，引發業內熱議。

圖片來源于網絡

近期，美國哈弗大學李鑫團隊發文稱找到一種新方法，以鋰金屬作為負極材料來制備全固態鋰電池，充電10分鐘循環超6000次后仍保持 80% 的容量。對電池的循環穩定性、能量和功率密度以及安全性研究有了新的指導方向。

2024國內大佬王石、馮倫兩位企業家開啟帶隊游學模式，其中4月20-29日德國特訓營一期，主要參觀新能源工廠，包括世博集團，奔馳集團，寧德時代等電池相關工廠。

圖片來源于網絡

鋰電池作為當前主流電池技術，在電子設備、移動通信、電動車等領域發揮著重要作用。然而，鋰電池也存在著諸多問題，如金屬鋰枝晶生長、電解液膜的形成等,限制了電池的循環壽命和安全性。針對這些問題，眾多研究團隊致力于改進鋰電池技術，以提高其性能和安全性。在X-MOL網站上搜關鍵詞“鋰電池”，能跳出近200位學者教授在做相關的研究。

日本和歐美企業，在全固態電池的研發上投入很大，日本之外，韓國三星 SDI 和 SK電池企業也在聯合研發固態電池。德國寶馬，已經在自建電芯研發中心，計劃2026 年實現固態電池突破和量產。奔馳很早就與電池廠商在聯合開發制造配備固態電池的測試車輛。歐洲也推出了《電池2030規劃》及《2030電池創新路線圖》，由歐盟多國共同出資32億歐元用于發展固態電池。
 

固態電池是一種使用固體電極和固態電解質的電池，相比傳統鋰離子電池，它的優勢明顯：充電速度更快、能量密度大幅提升、安全性更高、低溫不怕電量跳水、循環壽命更長以及對熱管理的需求會降低。固態電池優勢這么明顯，目前遇到的難點也很突出，它的難點在于電極與電解質之間的界面接觸，由原來的固-液接觸變為固-固接觸。在循環過程中，由于枝晶的問題，容易造成應力堆積，電化學性能衰減，甚至導致裂縫的出現，容量快速衰減，循環壽命差。這些問題都需要通過材料選擇和工藝改進來解決。

固態電池為何在全球遲遲無法推進，一大原因在于固態電池的成本非常高，全固態電池的成本是液態電池的四倍，這是它的核心難題。

其次是材料方面，在合適的硫化物電解質材料這一關鍵課題上，包括豐田在內的全球車企一直未能破局。

再次是生產端。目前的全固態電池不僅生產環境要求極端嚴苛，生產過程極端繁瑣復雜，而最終的良品率卻極為低下，更關鍵的是，固態電池的推進，很大程度上必須要投巨資完全重建一整套的全新生產線。而中國在三元鋰和磷酸鐵鋰電池的研發上下了重注的，再重注投入固態，也需要考慮到巨大的沉沒成本。
 

隨著電動車技術的不斷突破和提升，電動車已經成為未來出行的主流選擇之一。充電時間縮短、續航里程增加，使得電動車更加便捷實用。因此，無論是從環保角度還是從便利性考量，電動車都將成為人們出行的首選。選擇支持新能源汽車的發展,意味著選擇更清潔、更高效的出行方式，也意味著為環境保護貢獻自己的一份力量。

雖然目前還是困難重重，各個頭部公司都把商業量產目標定在2027-2028年,這幾年在研發上的競爭必定極為激烈，樂研提供各種穩定，質優的鋰電池研究相關試劑，助力各位老師早日攻克核心難題。

參考資料

1.Ye,L.Lu,Y,Wang,Y.et al.Fast cycling of lithium metal in solid-state batteries by constriction-susceptible anode materials. Nature Materials (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-023-01722-x

樂研提供相關產品

▍關于樂研

樂研提供80000+常備分子砌塊和科研試劑庫存，創新精銳的科研團隊為您量身定制個性化、特色化科研服務：新藥的研究開發、醫藥中間體定制合成、復雜活性分子研究開發、手性化合物定制、化學庫的設計與合成。