苹果供应商TDK称固态电池取得突破

苹果供应商TDK称固态电池取得突破 日本 TDK 开发出了全固态电池用新材料。通过应用于在蓄电容量中非常重要的“电解质”，与以往产品相比，蓄电池的能量密度提高了100倍。预计将搭载于智能手表和助听器等小型设备，最早将于2025年实现样品供货。此次成功开发出了电解质的新材料。该公司表示，此次开发的属于氧化物类材料“更详细的信息没有公布”。通过新材料能提高能量密度这一点获得了确认。 、

采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破

采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破 通过底部电沉积机制稳定锂金属阳极全固态电池的示意图。资料来源：POSTECH应对电池安全挑战在电动汽车和储能系统等各种应用中，二次电池通常依赖于液态电解质。然而，液态电解质的易燃性带来了火灾风险。这促使人们不断努力探索在全固态电池中使用固态电解质和金属锂（Li），从而提供更安全的选择。在全固态电池的运行过程中，锂被镀在阳极上，利用电子的运动产生电力。在充电和放电过程中，锂金属会经历失去电子、转化为离子、重新获得电子和电沉积回金属形态的循环过程。然而，锂的任意电沉积会迅速耗尽可用的锂，导致电池的性能和耐用性大幅降低。阳极保护的创新为解决这一问题，研究团队与浦项制铁 N.EX.T Hub 合作开发了一种由功能粘合剂（PVA-g-PAA）[2]组成的全固态电池阳极保护层。该层具有优异的锂转移特性，可防止随机电沉积并促进"底部电沉积"过程。这可确保锂从阳极表面底部均匀沉积。研究小组利用扫描电子显微镜（SEM）进行了分析，证实了锂离子的稳定电沉积和分离[3]。这大大减少了不必要的锂消耗。研究小组开发的全固态电池还证明，即使锂金属薄至 10 微米（μm）或更薄，也能长时间保持稳定的电化学性能。领导这项研究的 Soojin Park 教授表达了他的承诺，他说："我们通过一种新颖的电沉积策略设计出了一种持久的全固态电池系统。通过进一步研究，我们的目标是提供更有效的方法来提高电池寿命和能量密度。在合作研究成果的基础上，浦项制铁控股公司计划推进锂金属阳极的商业化，这是下一代二次电池的核心材料。"说明电沉积通过电解液中的电流将金属沉积到浸没在电解液中的电极上的方法PVA-g-PAA聚（乙烯醇）-接枝-聚（丙烯酸）脱离脱离或分离，金属锂失去电子并转化为锂离子的现象编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

外媒：西方想在电池技术上“弯道超车” 中国积极应对

外媒：西方想在电池技术上“弯道超车” 中国积极应对 随着国内电动汽车市场的持续繁荣，中国电池制造商迅速崛起成为行业巨头。据市场研究机构SNE Research的数据显示，在今年前四个月，宁德时代与比亚迪这两家企业便已占据全球电动汽车电池市场超过半数的份额。更重要的是，中国制造商还牢牢控制着电池材料供应链的关键环节。国际能源署（IEA）的数据显示，中国占据了全球近九成的阴极活性材料产能和超过97%的阳极产能。对于意图削弱中国在未来汽车及动力技术领域主导地位的国家而言，唯一的希望是取得科技突破，以全新材料与组件重构电池供应链。但值得注意的是，这些新技术并非旨在替代已有半个世纪历史的锂离子电池，而是提供多元化、创新性的选择。在众多潜在选项中，钠离子电池看起来是最可行的替代方案。然而，宁德时代与比亚迪等中国企业也已未雨绸缪，大规模增加了钠电池产能。据基准矿物情报公司（Benchmark Mineral Intelligence）预测，到2030年，新增的钠离子电池供应中，超过九成将源自中国，尽管目前钠电池工厂的产能利用率还相对较低。钠相较于锂的一大优势在于，前者的储量要丰富得多。当两年前锂电池价格飙升之际，钠电池似乎成为了一种成本更为低廉的替代方案。然而，随着锂价逐渐回落，钠电池的成本优势或许已不再显著，但它仍作为一个潜在选项，为市场提供了对冲锂价波动的策略。不过，钠电池的能量密度相对较低，这在一定程度上限制了其在长途电动汽车领域的应用，而更可能成为储能系统或经济型电动汽车的理想选择。对于中国而言，这一特点尤为重要，因为市场上一直对续航里程适中、价格亲民的小型电动汽车保持着高度需求。为了进一步提升电池的能量密度，采用硅替代石墨作为阳极材料成为了一个研究热点。这种转变不仅能使电池更加轻量化，还能显著提升其储能能力。然而，这一趋势也可能对中国在石墨材料领域的领先地位构成挑战。例如，日本松下公司去年宣布，将从英国初创企业Nexeon采购硅阳极材料。而微软与保时捷支持的美国创业公司Group 14也与韩国SK集团携手成立了专注于硅阳极技术的合资企业。据基准矿物情报公司预测，今年硅阳极的产能将实现三倍以上的增长。但谈及电池技术的终极追求，固态电池无疑是最众人瞩目的焦点，尽管其商业化应用尚需数年时间。固态电池以固体电解质取代传统液态电解质，不仅提升了电池的安全性，还加快了充电速度，并有望超越锂电池的能量存储极限。尽管固态电池技术尚需完善，但其距离投入实际应用已经越来越近。初创企业如QuantumScape与Solid Power已着手与汽车制造商展开资格认证流程，这一过程预计耗时四至六年。几年前，这些公司在资本市场曾引起轰动性上市，但随后股价经历剧烈波动，从巅峰时期滑落逾九成。尽管固态电池相较于锂电池展现出诸多显著优势，但在初期阶段，其成本可能会明显高于后者。中国并未错失这一机遇。据透露，中国政府已向包括宁德时代、比亚迪在内的多家企业注资60亿元人民币（约合8.3亿美元），专项用于固态电池的研发工作。此外，电动汽车制造商蔚来亦宣布，其计划采用半固态电池技术来组装汽车，尽管其技术可能仍保留部分液态电解质。目前，中国在电池行业的领先地位看似稳固，但新兴技术可能为试图赶上的西方公司提供机会。 ... PC版： 手机版：

上汽集团：2026年全固态电池正式量产

上汽集团：2026年全固态电池正式量产 第一阶段，产品液含量10%，也就是目前已经应用于智己L6的光年电池（半固态），能量密度超过300Wh/kg，续航里程超过一千公里。第二阶段，产品液含量5%，预计明年开始规模搭载，包括智己及其他上汽纯电/混动车型。第三阶段，产品液含量降低到0，即全固态电池，能量密度超过400Wh/kg，计划2026年量产。据介绍，上汽全固态电池基于聚合物-无机物复合电解质技术路线，上汽清陶首条全固态电池产线已经立项，计划2025年底完工，一期产能规划0.5GWh，第一阶段产品能量密度可达400Wh/kg以上，二阶段将突破 500Wh/kg。此外，上汽宣布，依托固态电池 、能量闭环、高效动力总成、智能底盘、全栈软件架构、全新电子架构等创新技术的突破和应用，上汽“七大技术底座” 全面跃迁升级进入2.0 时代。 ... PC版： 手机版：

苹果供应商TDK宣布新进展 固态电池能量密度实现100倍突破

苹果供应商TDK宣布新进展 固态电池能量密度实现100倍突破 该公司称，其竞争对手们也在推进小型全固态电池的开发，目前已有产品最高可提供50Wh/L 的能量密度。相比之下，使用传统液体电解质的可充电硬币电池可提供约400 Wh/l的能量密度。TDK首席执行官Noboru Saito表示，“我们相信，我们新开发的固态电池材料可以为社会的能源转型做出重大贡献。我们将继续朝着早期商业化的方向发展。”最新突破TDK是一家在全球范围内久负盛名的日本电子元器件企业，2005年全资收购了ATL股权，将产品扩大到智能手机市场，目前TDK ATL占有全球三分之一以上的手机电池市场份额，也是苹果公司的主要供应商。此次，TDK所研发出的新电池将由全陶瓷材料制成，还包含了氧化物系固态电解质和锂合金负极。这种电池具有高储电能力，将能实现更小的尺寸和更长的工作时间，其中的氧化物材料则提供了高度的稳定性和安全性。这种技术将取代现有的小型电子产品中的硬币型电池。TDK计划从明年开始向客户提供新电池原型的样品，并希望能够在那之后投入大规模生产。业内专家认为，这一突破是储能技术向前迈出的最新一步，不过，在其大规模生产的道路上面临着重大障碍，尤其是在生产更大尺寸的电池上。TDK也指出，这种电池技术所使用的陶瓷材料具有更安全、更轻便等潜在优势，但同时也意味着，生产更大尺寸的电池将更加脆弱，这一点在制造汽车电池、乃至智能手机电池上存有障碍。挑战多多数据和分析公司Wood Mackenzie的高级研究分析师Kevin Shang表示，“不利于机械加工的特性”，以及大规模生产的难度和成本，都是固态氧化物电池应用于智能手机的挑战。另有业内专家指出，固态电池最重要的应用可能是在电动汽车上，因为它可以提高行驶里程。目前日本企业是推动固态电池技术商业化的先锋：丰田计划最早在2027年实现这一目标，日产计划在2027年实现，本田则计划在2030年底实现。不过，人们仍然怀疑该技术在电动汽车上应用的可行性、以及对该技术能有多快实现表示怀疑。全球最大电动汽车电池制造商宁德时代的创始人兼首席执行官曾毓群3月份在接受媒体采访时表示，日本汽车制造商等鼓吹的电动汽车固态电池距离商业化还有数年时间，这项技术还不够完善，缺乏耐用性，且仍然存在安全问题（比如电池在车祸中破裂导致的后果等）。 ... PC版： 手机版：

固态电池，小心被“玩”坏

固态电池，小心被“玩”坏 来源/镜观台拍摄海外市场方面，丰田计划2027年实现全固态电池装车；韩国SKOn正在开发高分子氧化物复合和硫化物两种固态电池，目标是到2026年生产出原型产品，2028年实现商业化；三星SDI正在开发一种没有负极的固态电池，预计将于2027年量产。固态电池的消息满天飞，动力电池的霸主宁德时代也不得不出来发声。宁德时代首席科学家吴凯表示，全固态电池的成熟度指标，若用1-9数字表示，宁德时代目前的成熟度在4的水平，目标到2027年到7-8的水平。简言之，宁德时代的固态电池离量产还尚早。在全固态电池研发方面已有十多年的积累，且有近千人研发团队的宁德时代尚且如此，近一两年量产，甚至宣称已经搭载上车的固态电池，其成色问题就值得商榷了。固态电池虽好，经不起“恶搞”新能源汽车行业发展离不开动力电池，目前的动力电池无论是三元锂电池还是磷酸铁锂，虽然在整车安全、续航里程等方面还在进步，但一定程度上在技术上已经很难有大的突破了。随着锂离子电池成本优化接近极限，新能源汽车产业正迫切寻求技术革新以突破现有瓶颈。固态电池作为下一代电池技术的明星产品，凭借其在安全、能量密度及循环寿命方面的显著优势，被视为推动电动汽车发展的新引擎。所谓固态电池，顾名思义，是和液态电池相对应的，是一种使用固态电极和固态电解质的电池。目前市面上主要的锂离子电池内置是含有液态电解质的。传统液态电池由正极、负极、电解液、隔膜四大部分组成。固态电池用固态电解质替换传统液态电解液和隔膜。固态电池的核心特征就在于使用固态电解质，这也是实现固态电池高能量密度、高循环稳定性、高安全性的关键。其工作机理与传统锂电池一致，依靠锂离子在正极和负极之间往返移动，进行化学能和电能之间的转换与储存。根据液态电解质的含量逐步下降，固态电池发展路径可分为：半固态电池、准固态电池和全固态电池。这也就给了一些车企在宣传上提供了“便利”，第一家、第一款、第一代的修饰语层出不穷。腾势汽车总经理兼首席共创官赵长江也忍不住在微博吐槽“就是在玩文字游戏”。中科院院士、清华大学教授欧阳明高也认为，中国在全固态电池领域的研发，目前来看认识还不统一。显然，过度炒作对固态电池的发展极为不利。事实上，作为全固态电池的过渡方案，半固态电池在性能上已大幅提升，安全性较好、能量密度较高、循环寿命更长、工作温度范围更宽、耐挤压、耐震动等。但从制造工艺来说，半固态电池基本可沿用现有液态电池的制造工艺，生产难度远远小于全固态。液态变固态，换“汤”也换“药”但液态电池要直接升级为固态电池，就需要“改头换面”了。如果把动力电池比作汤药，那电解质可以说是“汤”，正负电极和隔膜可说成是“药”。从液态电池到固态电池，不光是把“汤”换了，液态电解质变成固态，“药”也逐步换了。基于目前固态电池的发展历程，还可以将固态电池的发展分为三个阶段：第一阶段：将传统的电解液换成固态电解质，正负极和传统用的是一样，均采用负极石墨和正极三元锂或磷酸铁锂；第二阶段：更换负极材料，取消掉负极的石墨或硅，使用金属锂来提升能量密度；正极不变，采用磷酸铁锂或者三元材料。第三阶段：正负极都换，负极用金属锂，正极就可以换成不含锂的高能量的材料。如此来看，第一阶段换的就是“汤”，第二三阶段就是把“药”也换掉了。换“汤”比较好理解，固体电解质相对于电解液，电化学范围更广（电压更广），电解质不参与化学反应，让锂离子通过。因此，可以选择容量更大的正极材料，或者选择电压差更大的正负极材料，从而提高能量密度。那为什么要把作为“药”的正负极也更新换代呢？按照目前提高电池能量密度的手段，在正极端不断地提高镍的含量虽然可以提升电池能量密度，但是高镍电池对电池的稳定性要求具备更高的电池管理基础。因此，三元锂短期内要突破一个量级还是有一定的挑战。未来，可能也只有固态电池会将电池能量密度提升一个量级。太蓝新能源就在近日宣布成功制备出世界首块车规级单体容量120Ah，实测能量密度达到720Wh/kg的超高能量密度体型化全固态锂金属电池。作为对比，目前磷酸铁锂电池的能量密度为160-180wh/kg左右，三元锂在150-250Wh/kg之间。另外，固态电池凭借自身较高的机械强度在运用的过程中可以抑制电池循环使用之中的锂枝晶的刺穿，使锂金属负极的应用不再是梦想。把电极换为金属锂，其比容高，电压大，避免了液态电池用金属锂作负极会因多次充放电粉化、枝晶生长，导致循环性差，甚至枝晶刺穿薄膜，引起短路的风险。固态想上位，至少还需20年？这些显然就是固态电池大受欢迎的原因所在。高安全性一定是固态电池的首要优势。根据有关数据，新能源汽车起火事故原因中，电池自燃占比31％。相较之下，固态电解质不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发、不漏液，同时具有一定机械强度，安全性更好；半固态电解质中液体占比也小于10%，可燃性大大降低。五一假期发生的多起新能源车燃烧事件，更让消费者期待固态电池的到来。同时，固态电池拥有更高能量密度和较小体积。固态电池电化学窗口宽，能承受更高电压（5V以上），材料选择范围广。因此，可通过采用高比容量的正极、负极材料，使能量密度达到500Wh/kg甚至更高，远超液态350Wh/kg理论极限。而固态电解质取代隔膜和电解液，正负极之间的距离可以缩短到只有几到十几个微米，从而大幅降低电池厚度。因此，同样电量情况下，固态电池体积更小。另外，固态电池还具备宽温区运行的优势。电动车在冬季续航里程之所以下滑明显，主要在于液态电解质在冬季低温环境下流动性下降。而固态电解质可以在-30℃至100℃的更广泛温度范围内稳定工作。当然，固态电池也并非完美无缺，目前来看还是有很多缺点存在的。比如：与液态电解质相比，固态电解质与电极材料之间的接触面积较小，导致离子传输速度较慢，影响了电池的充电和放电效率；界面电阻太大，使得快充过程中的能量损耗增加，快充效率受限；固态电池的充放电循环次数有限，循环寿命较短；生产技术尚不成熟，工艺复杂，生产效率低，导致其成本远高于液态电池。这些显然都是固态电池全面商业化必须面对的挑战。欧阳明高就表示，全固态电池是公认的下一代电池的首选方案之一，也是下一代电池技术竞争的关键制高点，但是也要注意防范激进技术路线带来的颠覆性风险。“液态电池的应用周期至少还有20年。固态电池要想替代液态锂离子电池50%的市场份额，至少需要20至30年。”欧阳明高如是说。 ... PC版： 手机版：