首頁

全固態鋰電池取得新突破。

日前，中國科學院青島生物能源與過程研究所科研團隊在國際學術期刊《自然—能源》發表研究成果，該團隊成功開發出一種均質化正極材料——鋰鈦鍺磷硫硒。

與傳統材料相比，鋰鈦鍺磷硫硒具有高電導率、高能量密度、長使用壽命等優點。中南大學冶金與環境學院教授張佳峰在接受證券日報采訪中表示，“新材料各項性能的全面優化為開發高能量密度、長使用壽命的儲能設備提供了技術支持，對開發新型儲能體系具有重要意義。”

在張佳峰看來，此次全固態電池的最新突破，或使硫化物固態電池成為率先實現量產落地的全固態電池技術路線。那么，硫化物固態電池當前發展到哪一步了呢？

據了解，全固態電池是鋰電池細分的一種。相比傳統的鋰電池，全固態電池的電解質和電極材料全部由固態材料構成。

其中，固態電解質是固態鋰電池的核心，電解質材料很大程度決定電池各項性能參數。而按固態電解質的化學組成可分為聚合物型，無機型和復合型。

分別看，聚合物固態電解質（SPE）由聚合物基體和鋰鹽構成，具有黏彈性好、機械加工性能優等特點。

無機固態電解質是一種安全、無毒、環保的無機電解質，具有熱穩定性和優良的化學穩定性，包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫化鈉、硫化鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鎂等。

復合固態電解質是以氧化物、硫化物等為代表的無機固態電解質和以聚氧化乙烯等聚合物為代表的有機固態電解質兩者的結合，利用路易斯酸堿相互作用，增加鏈段運動能力，協同提升界面離子傳輸。
 

 

圖源：頭豹研究院

據東方證券研報，聚合物固態電解質因柔韌性高、可加工性高，已具備低成本規模生產的可能。不過，室溫下聚合物電解質離子電導率低仍是該技術路線要克服的問題。

相比之下，氧化物電解質與硫化物離子電導率更好。數據顯示，氧化物電解質的離子電導率一般在10-6~10-3S/cm，硫化物固態電解質鋰離子電導率10–4~10–2S/cm。尤其是硫化物固態電解質，LGPS、LSP-SC室溫下的離子電導率已能與傳統液態電解質媲美。

目前來看，日韓企業的固態電池發展路線便聚焦于硫化物路線。國內企業中，寧德時代、比亞迪、蜂巢能源聚焦的也是“硫化物”路線。此外，國內的輝能科技則聚焦“氧化物”路線，珠海冠宇則聚焦“聚合物”路線。

與此同時，國內企業中也有押注多元路線的企業。比如衛藍新能源聚焦“氧化物+聚合物”路線，贛鋒鋰電聚焦“氧化物/硫化物”路線，清陶能源聚焦“氧化物+鹵物+聚合物”路線。

結合國內企業披露的全固態電池研發進度看，2025年有望成為重要的時間節點。歐陽明高院士團隊此前發布的高安全高比能固態電池研發技術路線圖顯示，2025年起，三代硅基硫化物全固態電池將落地。
 

 

圖源：歐陽明高院士團隊高安全高比能固態電池研發技術路線圖

站在商業化角度看，硫化物固態電池的商業化除要解決技術難題外，還需克服成本問題。據東方證券研報，硫化鋰成本占到硫化物固態電池總成本的77%。鑒于當前硫化鋰售價較高，如何降低硫化鋰成本自然也成為阻礙硫化物固態電池商用的難題。