固态电池成本大降90%,中国技术引领全球能源变革
中国科技大学可能已取得固态电池的成本突破,开发出远低于商业门槛的固态电解质,有望让中国在固态电池这一赛道继续保持全球领先地位。
这项研究发表在6月30日《应用化学》期刊上,近年来日本、美国、中国已有多家公司或机构宣布取得固态电池的突破,然而迄今为止仍然没有明确的大规模量产产品,关键原因之一就是成本太高,无法商业化应用。
目前固态电解质主要有聚合物、氧化物、硫化物等三种,其中硫化物被认为具有最大的优势,是实际应用最有希望的候选材料。然而硫化物固态电解质也是出了名的成本高昂,日本丰田、松下一直走硫化物路线,但都是年年突破年年难产。
根据目前商业市场的情况,固态电池要实现商业化,固态电解质每公斤成本必须低于50美元,而硫化物电解质目前超过了195美元/公斤,根本不具备商业化的条件。
中科大研究员马骋教授的团队开发了一种新型的硫化物固态电解质LPSO,放弃了价格昂贵的硫化锂,而是用两种低成本的化合物合成,一举将成本降到了其他硫化物固态电解质的8%,每公斤仅14.42美元,但性能却不受任何影响。
根据测试,LPSO与锂金属、硅等负极材料匹配良好,锂负极电池在室温下已经可维持4200小时的稳定循环,硅负极的软包电池在200次循环后容量仍保持约90%。
更为令人惊喜的是,这种固态电解质的密度仅1.7克/立方厘米,远低于陶瓷氧化物的5克/立方厘米和氯化物的2.5克/立方厘米,这意味着这种固态电池的质量将大大下降,从而具有更为优良的电池性能,并且还有继续提升的可能。
是不是本质上的新突破?令人垂涎的硫化物固态电解质竟然如此便宜、密度如此之轻,一旦可以规模化量产,岂不是可以吊打其他固态电解质,甚至现今的传统锂离子电池?
当然,这项研究还刚刚出现在实验室里,距离商业化可能还有一定的距离,但我们可以期待这项突破可能给世界带来的巨大惊喜。



