在新能源產(chǎn)業(yè)的浪潮中,固態(tài)電池與硅基負(fù)極技術(shù)正成為推動(dòng)行業(yè)變革的重要力量。近日,第五屆中國固態(tài)電池科技大會(huì)與第四屆中國硅基負(fù)極材料技術(shù)大會(huì)齊聚一堂,專家們共同探討了這兩項(xiàng)技術(shù)的最新進(jìn)展及未來應(yīng)用前景。
固態(tài)電池,以其高能量密度、卓越的安全性能和長久的循環(huán)壽命,成為了全球科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的戰(zhàn)略焦點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)電池,固態(tài)電池在電解質(zhì)技術(shù)上展現(xiàn)出了多元化的發(fā)展態(tài)勢(shì),氧化物、聚合物、硫化物和鹵化物四條技術(shù)路線并行推進(jìn),各具特色。氧化物憑借出色的穩(wěn)定性,適用于多種電池體系;聚合物則以其良好的機(jī)械性能,提供了優(yōu)異的延展性;硫化物在離子傳導(dǎo)方面表現(xiàn)出色;而鹵化物則在高電壓穩(wěn)定性上獨(dú)占鰲頭。
展會(huì)上,參觀者正深入了解用于制造新能源汽車電池的材料,這些材料正是固態(tài)電池與硅基負(fù)極技術(shù)的重要組成部分。隨著固態(tài)電池技術(shù)的不斷突破,東風(fēng)汽車、廣汽埃安等車企已在固態(tài)電池領(lǐng)域取得了顯著成果,部分車型甚至已開始裝車應(yīng)用,標(biāo)志著固態(tài)電池技術(shù)正加速走向市場(chǎng)。
與此同時(shí),硅基負(fù)極材料憑借其超高的理論比容量,正在消費(fèi)電子、動(dòng)力電池、低空經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域加速滲透。硅基負(fù)極的容量是現(xiàn)有石墨負(fù)極的2至10倍,能量密度可提升至400Wh/kg以上,成為提升電池性能的關(guān)鍵材料。在消費(fèi)電池方面,硅碳負(fù)極已廣泛應(yīng)用于各大手機(jī)廠商的電池技術(shù)中;在動(dòng)力電池領(lǐng)域,寧德時(shí)代等頭部電池廠商也推出了高能量密度電池;在電動(dòng)飛機(jī)、機(jī)器人等高性能需求場(chǎng)景中,硅碳負(fù)極電池技術(shù)同樣展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
然而,盡管固態(tài)電池與硅基負(fù)極技術(shù)在技術(shù)層面展現(xiàn)出巨大潛力,但在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的道路上仍面臨諸多挑戰(zhàn)。固態(tài)電池方面,技術(shù)成熟度、成本控制、工藝優(yōu)化等問題亟待解決;硅基負(fù)極材料則需要在沉積工藝穩(wěn)定性、生產(chǎn)批次穩(wěn)定性等方面進(jìn)一步提升。固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的提升、界面穩(wěn)定性的優(yōu)化、硅基材料體積膨脹的控制以及成本的降低,都是制約這兩項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵因素。
專家們指出,固態(tài)電池不僅是結(jié)構(gòu)和材料的創(chuàng)新,還需要工藝和設(shè)備方面的協(xié)同發(fā)力。目前,全固態(tài)電池的一體化成型工藝尚不成熟,滿足批量化生產(chǎn)的工程裝備還有待進(jìn)一步開發(fā)。同時(shí),界面問題是固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展中最突出的瓶頸,包括界面接觸不良導(dǎo)致的阻抗增大、溫度變化引起的界面穩(wěn)定性問題,以及電池在充放電過程中的體積變化對(duì)界面造成的機(jī)械應(yīng)力等,這些問題都需要通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化來解決。
在此背景下,企業(yè)們正積極尋求解決方案。孚能科技開發(fā)的高能量密度動(dòng)力電芯,已得到國外和國內(nèi)眾多電動(dòng)飛機(jī)企業(yè)的評(píng)測(cè)認(rèn)可,部分已定點(diǎn)生產(chǎn)。而溥天同澤企業(yè)管理顧問中心的專家則指出,盡管當(dāng)前硫化物電解質(zhì)成本居高不下,但長期來看,固態(tài)電池材料成本將持續(xù)下降。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐步降低,固態(tài)電池與硅基負(fù)極技術(shù)有望在電動(dòng)汽車、電動(dòng)飛機(jī)、智能機(jī)器人等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用,為“低空經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展注入新的動(dòng)力。