固态电池竞争又来到新境界,美国ION储能团队的无压缩、无阳极固态锂电池,成功完成了800次充放电循环实验,这个重大里程碑让他们的固态电池朝商转迈进一大步。
美国电池创业公司ION Storage Systems(简称ISS),经过5年投资研发终于完成重大技术里程碑,他们独步业界的“无阳极固态电池”,成功在无加压状态下,进行了800次充放电循环,证明了这项技术已经具备走出实验室的水准,朝向商转与量产迈进一大步。
固态电池最核心的概念,就是将电解质从液态或胶装改为固态电解质,进而实现高效率、低风险的充放电速度和稳定度,ISS的技术则更为激进,他们不仅使用固态电解质,同时还将原本锂电池必备的阳极也移除,这样一来就不会有重复充放电循环后,锂金属形成枝状晶体而破坏结构的问题。
ISS固态电池分层结构示意。
虽说是无阳极设计,但并非真的没有阳极。ISS使用特殊的立体陶瓷结构,取代传统阳极材料,在充放电过程中,锂金属动态形成并且被利用,在充电时沉积,在放电时氧化,根据ISS的说法,这样可以使电池能量密度更高、热失控风险更低,同时还减少了制造成本。
另一项关键在于“无加压”,现阶段固态电池大多需要外部施加压力,让电极与电解质之间可以密切接触,提高离子导电效率,但ISS的固态电池技术在这次实验,证明了它不需要加压,就能够进行良好的充放电循环,不仅表示它足以走出实验室,也展现了强大的成本和体积、重量优势,对电动汽车来说会是一大利多。
ISS的固态电池目前具备几个量产优势,首先他们已经拥有占地560平米的生产基地,是目前美国最大的固态电池工厂,其次他们已经取得关键材料供应商Saint-Gobain陶瓷与KLA金属材料合约,最后也最重要的,ISS主要的出资者也是最大潜在客户不是别人,就是美国国防部,通过ARPA-E先进能源研究项目,取得200亿美元资金,再加上其他投资人的200亿美元,让ISS量产潜力庞大。
下一阶段,ISS固态电池将要挑战一千次充放电循环,并且电池寿命衰退低于5%,若能顺利完成,接下来他们就要跟车厂、电池组装厂讨论标准化规格,以及大规模生产技术和最重要的成本问题,成为继QuantumScape之后,最接近量产的固态电池技术。
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