固态电池技术

一些汽车制造商和科技新创公司一直在研究固态电池技术，其中的好处包含让电动车重量更轻、续航里程更长、以及更佳安全。目前许多开发商都在追求不同的电池成分，并努力将其从实验室扩大到生产线，固态电池也不例外。

日本横滨国立大学和澳大利亚悉尼新南威尔士大学的研究人员合作开发了一种可用于固态电池的新型电极材料。因此，电极在多次充电和放电循环后不会减少，可以帮助制造用于电动汽车的耐用电池。该研究发表在《自然材料》杂志上。

中国合肥工业大学和美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员通过原位聚合制备了一种用于钠金属电池的基于聚（1，3-二氧戊环）（PDOL）的准固体电解质，并证明了氟代碳酸亚乙酯（FEC）对形成稳定的固体电解质界面（SEI）和防止界面副反应的关键作用。

Adden Energy, Inc. 是一家开发用于未来电动汽车 (EV) 的创新固态电池系统的初创公司，该系统可在几分钟内充满电，该公司宣布获得哈佛大学技术开发办公室 (OTD) 和515万美元的种子轮融资。Primavera Capital Group 领导了 Adden Energy 的种子轮融资，参与方包括 Rhapsody Venture Partners 和 MassVentures。

Sakuú是第一个3D打印固态电池的开发商，已在硅谷为其电池平台打印计划开设了一个多方面的工程中心。这项耗资数百万美元的扩建项目是在 Sakuú 的电池试验生产线设施最近开放之后，该工厂目前为客户生产电池，并且该公司在今年早些时候成功进行了 6200 万美元的后续融资。

最近的电池火灾重新调查了锂离子电池的安全性。一种可能的电池安全途径是固态电池，它用不易燃的固体电解质代替易挥发和易燃的液体电解质。虽然这种固体电解质替代品的安全性优势已得到广泛认可，但具有高能量密度的锂金属负极固态电池的更广泛安全性尚未得到严格检查。

新型电池材料为全固态电池的发展提供了希望。在寻找完美电池的过程中，科学家们有两个主要目标：创造一种大容量且安全使用的设备。许多电池含有液体电解质，它们可能是易燃的。因此，固态锂离子电池对科学家来说越来越有吸引力。固态电解质的主要吸引力在于它不会着火，并且可以有效地放置在电池中。

固态锂金属电池公司 QuantumScape发布的数据显示，其电池已完成 400 次连续 15 分钟快速充电 (4C) 循环，从电池容量的10%到80%，同时保持远高于 80% 的初始能量——这是此类电池技术的首创。

欧洲3D固态电池初创LionVolt成功完成了400万欧元的种子轮融资，使其今年的融资总额超过500万欧元。

2021年10月的最后一个星期，有两件与固态电池发展相关的新闻，可能暗示著全球往固态电池商业化的脚步更近了。

用于电动汽车的下一代固态锂金属电池开发商 QuantumScape Corporation发布了一份关于其固态锂金属电池性能的独立第三方实验室测试报告。

为了寻求能够提供更大功率和更安全运行的电池，研究人员正在努力用固体材料代替当今锂离子电池中常用的液体。现在，布朗大学和马里兰大学的一个研究小组开发了一种用于固态电池的新材料，该材料来自一种不太可能的来源：树木。

美国加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师们与韩国电池制造商LG能源解决方案公司的研究人员合作，使用固态电解质和全硅阳极，创造了一种新型的硅全固态电池。最初的几轮测试表明，新电池安全、持久且能量密集，可提供500次充放电循环，室温容量保持率为80%，为使用硅等合金阳极的固态电池开辟了一个新领域，有望用于从电网存储到电动汽车的广泛领域。相关研究日前发表在《科学》杂志上。

虽然向可再生能源过渡是重中之重，但也需要开发储能设备以度过低生产周期。锂离子电池目前是我们最好的选择，但不能满足非常高的能量要求。加州大学圣地亚哥分校的研究人员与 LG Energy Solutions 合作，通过开发具有硅阳极的固态电池，可能已经解决了我们对能量密集型电池的需求。

韩国的LG Energy Solution、SK Innovation 和三星SDI正在竞争布局固态电池，并试图改变现今锂离子电池主导游戏规则的电池产业。但是，根据韩国电解液企业东华(Dongwha Enterprise)公司RD负责人Kim Jeong-soo却指出，目前仅在实验室中实现的固态电池，要成为商业化产品以及储能行业的中流砥柱是一项艰巨的任务。

全世界化学电池研究人员的一个最重要的研究领域是改进用于电动汽车和其他电子设备的电池。大多数现代电动汽车依靠锂离子电池，但由于其费用、重量和充电时间，它们并不理想。几十年来，研究人员一直试图用固态锂金属电池取代传统锂离子电池。

全球技术材料专家Saint-Gobain将与以色列电池技术初创公司Addionics合作，根据以色列-美国BIRD能源计划开发具有新型电极组件的下一代固态锂离子电池。该合作伙伴关系旨在大幅改善电动汽车电池的性能，例如更长的续驶里程，快速充电，增强的安全性和更低的生产成本。

美国宇航局（NASA）正在实施一项名为“增强可充电性和安全性的固态架构电池”（SABERS：Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety）的活动，研究如何通过使用全新的材料和新颖的构造方法来制造更安全的电池，目标是制造一种比目前使用的锂离子电池具有更高能量的、可用于电动飞机的全固态电池，而且这种电池不会随着时间的流逝而减少容量、着火或在出问题时危及乘客。

美国国家航空航天局（NASA）宣布着手“从零开始”为电动飞机量身打造固态电池。

人们对高能量密度固态电池的兴趣很高；然而，这种电池一直受到树枝状物在电极上形成的困扰，因为这会导致电池短路。现在研究人员设计出防止固态电池中枝晶形成的电极架构。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院材料所光子信息与能源材料研究中心在固态电池及类脑计算领域取得新进展。