團(tuán)隊(duì)研究了金屬鋰電池中顆粒大小對(duì)MOF-IL離子導(dǎo)體性能的影響。研究者將兩種不同顆粒大小的離子導(dǎo)體組合使用，相比于單一組分的離子導(dǎo)體，混合尺寸能有效減小電解質(zhì)顆粒間的空隙，增加電解質(zhì)顆粒間和電解質(zhì)與鋰金屬表面的接觸點(diǎn)，使鋰沉積更加均勻，由此對(duì)鋰枝晶生長(zhǎng)的阻礙能力得到改善。并且由于導(dǎo)離子通道增加，電解質(zhì)的導(dǎo)電性也得到一定的提高。該類(lèi)固態(tài)電解質(zhì)與商業(yè)化的正極材料LiFePO4、LiCoO2和負(fù)極材料鋰金屬組裝成電池還表現(xiàn)出可觀的倍率性能和循環(huán)性能，LiCoO2|electrolyte|Li電池初始容量為129mAhg-1，在100圈后有94.6%的保持率；LiFePO4|electrolyte|Li電池初始容量為137mAhg-1，在100圈后有94.8%的保持率。

 

該工作在新材料學(xué)院潘鋒教授和楊盧奕博士共同指導(dǎo)下，由2017級(jí)碩士研究生王可完成。以上工作得到了國(guó)家材料基因組重大專(zhuān)項(xiàng)(2016YFB0700600)、國(guó)家自然科學(xué)基金(Nos.21603007)、深圳市科技創(chuàng)新委(Nos.JCYJ20160531141048950andJCYJ20151015162256516)的資助支持。

 

由于固態(tài)電池里的材料都以固態(tài)形式存在，因此固態(tài)電池的安全性相對(duì)較高，不易出現(xiàn)電池漏液、電解質(zhì)揮發(fā)、高溫下發(fā)生副反應(yīng)等問(wèn)題，使用壽命也因此提升。

 

傳統(tǒng)鋰電池中隔膜和電解液加起來(lái)占據(jù)了電池近40%的體積和25%的重量，而使用固態(tài)電解質(zhì)自然就可以減小體積和質(zhì)量。

 

此外，固態(tài)電池的能量密度為傳統(tǒng)鋰電池的2.5-3倍，將其用于電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以大大提升續(xù)航里程。

 

但就目前的技術(shù)而言，固態(tài)電池仍面臨固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率偏低的技術(shù)難題（固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面是固體接觸固體狀態(tài)，有效接觸弱，影響離子傳輸）。這一難題會(huì)導(dǎo)致充電過(guò)程能量損失，快充速度過(guò)慢。想要攻克這一難題，還需要投入大量的資金進(jìn)行研究，這也間接提升了固態(tài)電池的制造成本。

 

不過(guò)，已經(jīng)有裝載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)問(wèn)世了，你覺(jué)得哪家的產(chǎn)品最值得期待？

 

豐田：全固態(tài)電池電動(dòng)汽車(chē)2022年上市

 

說(shuō)起做技術(shù)，日本人一直保持全球領(lǐng)先地位。

 

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，豐田正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)。據(jù)了解，全固態(tài)電池電動(dòng)汽車(chē)不僅可以增加續(xù)航里程還可將充電時(shí)間縮短至幾分鐘。根據(jù)豐田的計(jì)劃，這款電動(dòng)汽車(chē)將于2022年上市銷(xiāo)售。

 

豐田官方發(fā)言人KayoDoi表示，豐田希望能在2022年前后將全固態(tài)電池商業(yè)化，以此來(lái)彌補(bǔ)豐田與日產(chǎn)、特斯拉等電動(dòng)汽車(chē)先導(dǎo)企業(yè)之間的差距。

 

菲斯克：充電一分鐘續(xù)航800公里

 

菲斯克（Fisker）2018年年初發(fā)布了搭載石墨烯固態(tài)電池的電動(dòng)超跑Emotion，據(jù)稱(chēng)該款電動(dòng)汽車(chē)可實(shí)現(xiàn)“充電一分鐘續(xù)航800公里”。

 

菲斯克一直在做固態(tài)電池方面的研究，研究方向在于如何使動(dòng)力電池的單次充電續(xù)航里程超過(guò)800公里，且充電速度快于傳統(tǒng)汽車(chē)加油的速度。據(jù)了解，菲斯克預(yù)計(jì)此項(xiàng)研究將于2023年正式應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)上。

 

動(dòng)力方面，新車(chē)計(jì)劃搭載一套145kWh的電池組，綜合續(xù)航里程超過(guò)400英里（約644公里），最高時(shí)速可達(dá)161英里/小時(shí)（約合259公里/小時(shí)）?？斐淠Ｊ较?，9分鐘可達(dá)到160公里的續(xù)航里程。

 

天際：固態(tài)電池樣車(chē)亮相展示

 

2019年年初，天際展出國(guó)內(nèi)首臺(tái)固態(tài)電池電動(dòng)汽車(chē)ME7。天際董事長(zhǎng)兼CEO張海亮透露，天際固態(tài)電池將于2021年批量生產(chǎn)并裝車(chē)上市。屆時(shí)，天際將成為中國(guó)首家采用批產(chǎn)固態(tài)電池技術(shù)的主機(jī)廠，天際ME7也將成為國(guó)內(nèi)首款以固態(tài)電池作為動(dòng)力來(lái)源的新能源車(chē)。

 

根據(jù)規(guī)劃，2019年天際將推出能量密度大幅增加的新一代固態(tài)電池產(chǎn)品，顯著提升循環(huán)壽命、電導(dǎo)率、批量工藝成熟度等關(guān)鍵指標(biāo)。張海亮表示，預(yù)計(jì)到2021年，天際固態(tài)電池電芯能量密度可達(dá)300Wh/kg以上，PACK能量密度達(dá)到220Wh/kg，達(dá)到初步商業(yè)化的技術(shù)狀態(tài)。