中國粉體網(wǎng)訊 傳統(tǒng)的鋰離子電池的質(zhì)量能量密度提升已經(jīng)遇到了瓶頸，而且鋰離子電池在高溫和濫用條件下的安全問題突出。與液態(tài)電解質(zhì)不同，固態(tài)電解質(zhì)材料硬度高，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，對鋰枝晶的生長有重要的抑制作用，鋰金屬在固態(tài)電池中可作為電極，因此可以大幅提升電池的能量密度。
因此，發(fā)展固態(tài)電池技術(shù)是一條必經(jīng)之路，其產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)度備受全社會關(guān)注。
近日，美國兩家企業(yè)將先進(jìn)陶瓷技術(shù)運(yùn)用到固態(tài)電池開發(fā)中，取得了重大技術(shù)突破，引起了行業(yè)熱議。
Ion Storage Systems：陶瓷基板技術(shù)
據(jù)《華爾街日報(bào)》報(bào)道，美國初創(chuàng)企業(yè)Ion Storage Systems已開始生產(chǎn)固態(tài)電池，向潛在客戶發(fā)貨測試，包括美國國防部和多家未具名的電子產(chǎn)品制造商。報(bào)道稱，該公司采用獨(dú)特的陶瓷基板技術(shù)，其固態(tài)電池的能量密度比傳統(tǒng)鋰離子電池高出50%，還顯著加快了充電速度，并且?guī)缀?span style="color: rgb(192, 0, 0);">消除了起火風(fēng)險(xiǎn)。
據(jù)悉，為了突破固態(tài)電池技術(shù)中的“呼吸”效應(yīng)導(dǎo)致的開裂問題，Ion Storage Systems借鑒了馬里蘭大學(xué)材料科學(xué)家Eric Wachsman及其博士生Greg Hitz的研究成果，將氫燃料電池中使用的多孔陶瓷基板技術(shù)應(yīng)用到鋰離子電池中，創(chuàng)造出了一種三層結(jié)構(gòu)：鋰金屬、陶瓷層和金屬合金層。
Ion Storage Systems采用層狀復(fù)合陶瓷電解質(zhì)（LLZO），其室溫離子電導(dǎo)率達(dá)1.2×10-3S/cm。通過納米級玻璃陶瓷界面層，界面阻抗從1000Ω・cm2降至50Ω・cm2以下，同時(shí)陶瓷層本身兼具機(jī)械強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度>200MPa）和化學(xué)穩(wěn)定性，支持5C以上快充（12分鐘充至80%）。陶瓷層中的微孔能夠緩沖鋰在電池中移動時(shí)的膨脹和收縮，解決了傳統(tǒng)固態(tài)電池因“呼吸”效應(yīng)導(dǎo)致的開裂問題，使其能夠像常規(guī)鋰電池一樣封裝在柔軟的箔袋中，制造工藝也與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線高度兼容。
目前Ion Storage Systems獲得了美國能源部下屬高級研究計(jì)劃局-能源（ARPA-E）2000萬美元的規(guī)�；Y助，以支持其產(chǎn)品制造和成本降低的初步步驟。
QuantumScape：采用陶瓷隔膜，熱處理速度提高25倍
據(jù)6月25日《科創(chuàng)板日報(bào)》報(bào)道，美國固態(tài)電池公司QuantumScape宣布，公司在陶瓷隔膜出現(xiàn)了技術(shù)突破，公司成功將Cobra隔膜制造工藝整合進(jìn)基準(zhǔn)電池產(chǎn)品生產(chǎn)中。
據(jù)稱，Cobra的熱處理速度比上一代提高約25倍，同時(shí)大大減小了薄膜的空間。該技術(shù)能夠顯著提高固態(tài)電池的效率。受此消息影響，6月25日美股QuantumScape盤中一度漲幅超過46%。
QS首席執(zhí)行官Siva Sivaram博士表示：“團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)Cobra技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)展，它體現(xiàn)了我們在擴(kuò)大固態(tài)電池生產(chǎn)規(guī)模上的努力。通過大幅提升產(chǎn)能和縮小設(shè)備體積，Cobra為我們下一代電池技術(shù)的商業(yè)化提供了堅(jiān)實(shí)路徑�！�
聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官Tim Holme指出：“Cobra在陶瓷加工方面實(shí)現(xiàn)了跨越式創(chuàng)新，生產(chǎn)效率相比Raptor有顯著提升，而Raptor本身已較前一代工藝取得了重要突破。這一技術(shù)進(jìn)步是我們實(shí)現(xiàn)吉瓦級高性能固態(tài)電池平臺市場化的關(guān)鍵�！�
參考來源： 證券時(shí)報(bào)、科創(chuàng)板日報(bào)、集邦固態(tài)電池
（中國粉體網(wǎng)/山川）
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