新型固态电池6年衰减不到10% 固态电池成下代锂电技术制高点

固态电池是一种电池科技。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。固态电池被认为是下一代锂电技术制高点。

“十三五”期间，中国新能源汽车呈现爆发式增长，同时，中国在新能源电池的核心技术方面也不断传来好消息，80岁的中国锂电池第一人陈立泉带着他的团队研发出了新型的电池材料。

80岁的中国工程院院士陈立泉是中国锂电产业的奠基人，1996年，他带领科研团队在国内率先研制出锂离子电池，率先解决了国内锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题，实现了国内锂离子电池的产业化。

江苏溧阳，陈立泉院士的得意门生李泓，带领团队经过二十多年的技术攻关，在一项锂电池关键原材料上获得突破，并在2017年进行了量产。

据介绍，中科院物理所从1996年就开始研究纳米硅，纳米硅负极材料是他们自主研发的新材料，用它做成的纽扣电池，其容量是传统石墨锂电池的5倍。

新型固态电池研发

根据中研普华出版告《2019-2025年中国固态电池行业前景预测与投资战略研究报告》分析显示：

同时，李泓教授研发的新型固态电池，采用这款电池的无人机，续航增加20%，奥秘都在这块电池的固态化正极材料上。

2018年，这里已经完成了300Wh/kg固态动力电池系统的设计开发，在车辆上搭载后，可以使整车续航里程增加一倍。在今年5月份，这类固态电池已经开始在消费类电子产品中使用。

此外，不仅中科院物理所，很多企业也都在探索新能源电池的技术、新材料。在广东珠海的银隆新能源储能系统研究院，一辆纯电公交车正在进行充电。

据工程师介绍，这辆搭载钛酸锂电池的公交车充电三分钟，电量就从33%充到60%以上，仅仅8分钟，公交车就已充满了，电量显示99%。

公交车线路固定，一般一个来回的公里数不会超过100公里，利用公交车司机休息的空挡，就可以充分发挥钛酸锂电池充电快的优势。而且工作温度宽泛，在零下50℃的环境中，仍能正常充放电。

同时，该电池的循环放电寿命长，这家研究院，有一块钛酸锂电池，在2014年开始就已进行充放电循环试验，如今已过了六年时间，充放电超过3万次，电池容量只衰减了不到10%，性能十分优异。

更值得关注的是，这款电池的热失控保护性能更令人惊叹，技术人员现场演示了钛酸锂电池跌落、针刺、切割试验。特别是钢针刺穿电池后，没有发生燃烧、冒烟现象，而且电池还能正常使用。

固态电池成下代锂电技术制高点

美东时间周二(8日)，美股固态电池创新企业QuantumScape大涨31.08%，盘中触及59.99美元/股高点，较其上市首日开盘价上涨145%。

消息面上，公司当天公开其最新固态电池研究成果，其电池可在15分钟内充满80%的电量，在续航里程为300英里或更高的车辆上搭载，正常使用寿命将达到12年左右，同时测试表明，该电池在800次循环后并未衰退，相当于24万英里(38万公里)的行驶里程。

在该技术突破中，柔性陶瓷电解质被认为起到了关键性的作用，该隔板使得电池能够承受因汽车电流负载而出现的高温高压环境，不会出现故障，甚至在零下温度中也能正常工作。

对此，马里兰大学的保罗·艾伯图斯(Paul Albertus)表示，QuantumScape“打出了一个本垒打”，但同时也指出，“他们最终需要取得类似大满贯的成绩，才能将这项技术推向市场。”

据了解，固态电池被认为是下一代锂电技术制高点，工作原理上，其与传统的锂电池并无区别。两者最主要的区别在于固态电池电解质为固态，相当于锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。

与传统锂电池相比，全固态电池最突出的优点是安全性。固态电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性，固态电解质是固态电池的核心，电解质材料很大程度上决定了固态锂电池的各项性能参数，如功率密度、循环稳定性、安全性能、高低温性能以及使用寿命。

此外，固态电池电化学窗口可达5V以上，允许匹配高能正极，电池负极可以采用金属锂，提升理论能量密度，有望解决新能源汽车里程焦虑问题;同时可简化封装、冷却系统，电芯内部为串联结构，在有限空间内进一步缩减电池重量，体积能量密度较液态锂离子电池(石墨负极)可提升70%以上。

固态电池行业全球军备竞赛

目前，固态电池领域进入“军备竞赛”阶段，主要有欧美、日韩和中国三大阵营。欧美车企对固态电池初创企业关注度较高。车企通过收购、投资在固态电池领域中美国高校衍生的初创企业如Solid Power、SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等以获得技术储备。

日本车企在固态电池上的研发起点相对较早，最早入局的丰田在2008年就与固态电池创企伊利卡(Ilika)展开了合作，2019年初，宣布与松下合作。三菱、日产、松下等大部分企业纷纷加速布局固态电池行业，争取早日实现量产。

中国方面，虽然起步较晚，但越来越多企业已参与其中。参与主体包括中科院化学所、中科院青岛能源所、中科院宁波材料所等研究机构，赣锋锂业、宁德时代等电池企业;更有其他领域企业看好固体电池跨界投资，如以汽车零部件为主的万向集团、新能源汽车比亚迪等。

虽然固态电池尚未实现大规模商业化，但全球预计2020年准固态锂电池会实现产业化，到2025年全固态锂电池将最终实现产业化。根据中银国际测算，全球固态锂电池的需求量在2020年、2025年、2030年分别有望达到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh，2030年全球固态电池市场空间有望达到1500亿元以上。

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