新能源汽車的續(xù)航里程一直是焦點(diǎn)問題。全固態(tài)電池技術(shù)的突破,有望為這一領(lǐng)域帶來革命性變化。移除外部加壓系統(tǒng)后,電池包內(nèi)活性材料填充量顯著增加。結(jié)合金屬鋰負(fù)極可使單體電池能量密度超過500Wh/公斤,加上固態(tài)電池系統(tǒng)的簡(jiǎn)化,整車?yán)m(xù)航里程大幅度提升。目前主流磷酸鐵鋰電池的能量密度約為200Wh/公斤,三元鋰電池可達(dá)300Wh/公斤。如果將能量密度提升至500Wh/公斤,意味著同樣重量的電池,可使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。這項(xiàng)新技術(shù)不僅制造更簡(jiǎn)單、用料更省,還能讓電池更耐用,對(duì)全固態(tài)金屬鋰安全性提升也有利。封裝設(shè)計(jì)方面,移除機(jī)械加壓系統(tǒng),可提升電池包空間利用率,利于推進(jìn)全固態(tài)電池產(chǎn)品化和適應(yīng)多場(chǎng)景應(yīng)用。
除了續(xù)航與安全,該技術(shù)還為新能源車產(chǎn)業(yè)鏈的“降本增效”與“資源安全”提供了新路徑。當(dāng)前液態(tài)鋰離子電池的正極材料高度依賴鈷、鎳等稀缺金屬,這些金屬不僅儲(chǔ)量有限、價(jià)格波動(dòng)大,還存在進(jìn)口依賴度高的問題,制約著產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定發(fā)展。該技術(shù)通過解決金屬鋰負(fù)極與固體電解質(zhì)的界面接觸與穩(wěn)定性難題,為使用硫、硫化物、氯化物等正極材料創(chuàng)造了條件。這類正極材料資源豐富、成本低廉,可顯著降低對(duì)鈷、鎳等稀缺金屬的依賴,也符合電池材料可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。
在全球能源轉(zhuǎn)型的浪潮中,中國(guó)在全固態(tài)電池領(lǐng)域的突破引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注和高度評(píng)價(jià)。美國(guó)馬里蘭大學(xué)固態(tài)電池領(lǐng)域知名專家王春生教授直言:“該研究從本質(zhì)上解決了制約全固態(tài)電池商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸問題,為實(shí)現(xiàn)其實(shí)用化邁出了決定性一步。” 他進(jìn)一步對(duì)比稱,傳統(tǒng)技術(shù)需要施加超過5MPa的外力來維持界面穩(wěn)定,這種嚴(yán)苛條件嚴(yán)重阻礙了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。而這項(xiàng)中國(guó)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù),從根本上改變了這一困境。黃學(xué)杰強(qiáng)調(diào)說,此次技術(shù)突破的核心意義在于證明了以金屬鋰或鋰合金作為無(wú)機(jī)電解質(zhì)全固態(tài)電池的負(fù)極在工程化上是可行的。這標(biāo)志著中國(guó)在下一代電池技術(shù)的國(guó)際競(jìng)賽中,已從重要“跟跑者”轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠帧邦I(lǐng)跑者”,為全球能源存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展提供了中國(guó)智慧和中國(guó)方案。