固态锂金属电池或为下一代动力电池方向 宁德时代已投入研发

12月17日，第七届全球新能源汽车大会（GNEV7）在北京中国大酒店开幕。在下午举行的“动力电池：全球竞争格局与下一代技术”分论坛上，当代安培科技股份有限公司研发经理郭永生以“动力电池的下一代固态锂金属电池技术”为主题进行了演讲，并介绍了当代安培科技有限公司。，有限公司正在投资研发。

郭永生，当代安培科技股份有限公司研发经理

郭永生介绍，当代安培科技股份有限公司在动力电池下一代技术方面有一定布局，在固态电池方面做了很多探索和思考。为什么当代安培技术有限公司要生产固态锂电池？传统锂电池的阴极是石墨，极限密度分别为270和280kwh/kg。下一代技术的阴极是硅。通过引入这一点，能量密度可以达到300kwh/kg，极限为350kwh/kg。350之后将使用什么？锂可能是负极，这并不是一个新的话题。它已经有70或80年的研究历史，因此锂金属在传统的液体电解链中面临着巨大的挑战。

那么，要解决锂金属面临的挑战，就必须使用固态。为了制造固体锂金属电池，可以使用锂金属和高压材料，同时，它们与安全可行的选择相兼容。这是当代安培技术有限公司目前正在开发的未来布局。事实上，每个人都熟悉固态电池，包括学术界和工业界。固态电池可分为三代。第一代是用电解质取代传统的锂离子电池。这种优势并不明显，因为用固态电池取代它们后，能量密度和体积能量密度都低于现有的传统锂离子，正负极片也需要有它们。第二代是用锂金属代替负极，用传统的正极材料代替正极，可以使用高压，然后下一代，因为负极使用锂，正极材料可以使用无锂材料，硫和其他无锂材料可以尝试，使得能量密度将具有进一步提高的空间。

在郭永生引入当代安培科技有限公司生产固态电池之前，他对世界各地生产固态电池的企业进行了调查。可以看出，一些大公司生产固态电池，而且都在欧洲和美国。主要是锂金属和传统的正负极材料企业在做。固体电解质有三种，一种是主要的聚合物，另一种是氧化物，然后是硫化物。作为一种固态电池，三重固体电解质主要是锂离子的电导率，而传质是关键，因为锂离子电导率本身就有着非常重要的关系。郭永生介绍了这三种固态电池在整个行业的研究进展。

首先，在聚合物方面，2011年，这家法国聚合物公司在伦敦投资了一辆装有固态电池的汽车。这辆车也是一辆试运营的出租车。该电池使用PEO型聚合物，这是其财产之一，即功耗降低水平超过1300周。当代安培科技有限公司几年前也做了一些研究。使用稍大的电池，电池可以实现80%，约600次循环，并且还实现了整体安全性能。因此，固态性能的安全性，无论是切割还是弯曲，都不是什么大问题，这就是为什么它是制造固态电池的重要因素。

聚合物面临着巨大的挑战，主要问题是低温下的离子电导率，而室温下的离子导电率相对较低，这导致只有磷酸铁可以用作正极，这将导致整体能量密度与现有的传统锂离子相比没有优势，这是聚合物所面临的问题。

目前，有许多初创公司涉及氧化物，包括美国的Sakti3，尤其是Sakt……

实验室。他们拥有的氧化物被用作薄膜固态电池，这是非常成功的。薄膜固态电池可以保持数万周的恒定，但这款Sakti3只是将薄膜电池层层堆叠。当代安培技术有限公司认为这基本上是不可能的，而且薄膜电池的成本非常高。这种用作电动汽车的纯氧化物也有问题，因为它本身的氧化物离子电导率低。另一个问题是当使用氧化物作为固体电解质时如何解决界面问题。如果传统的阴极材料是陶瓷，氧化物也是陶瓷，并且两者都很硬，那么如何确保这两种非常硬的东西之间的完全接触界面是一个非常大的挑战。

还有一种相对重要的硫化物固态电池，它是相对先进的。他们还生产了一些自行车和物流车，这些车已经在使用。使用硫化物有一些优点。与前两种相比，一种是合适的导热系数相对较高。与传统电解质相比，另一个是电解窗口相对较高，可以实现此处无法使用的阴极材料。此外，与锂金属的相容性相对较好。硫化物并不是没有问题，但它的挑战也很大。众所周知，固态电池是一个巨大的挑战。

当代安培技术有限公司的固态电池解决方案是保护阴极材料，从而提高兼容性。此外，对于固体电解质本身来说，硫化物对空气很敏感，这将对其制造过程构成巨大挑战。这是当代安培技术有限公司必须解决的第一个问题，通过改进自身可以显著提高空气中的稳定性。目前，当代安培科技有限公司生产的锂金属固态电池可使用300周以上，即82%。目前，这也是一个很好的结果，这证明了这种固体锂金属电池是可能的。

同时，在研发过程中，当代安培科技有限公司也在关注固态电池的制造。固态电池的整个制造过程与传统的锂离子制造过程完全不同，每一步都需要新设备和新技术，因此当代安培技术有限公司也在同时开发该工艺。

郭永生最后得出结论，固体锂金属电池是一种可能的下一代电池，它可以确保高能量密度和安全性。当代安培科技有限公司也在固态锂电池的研发上投入了大量资金，也在开发固态电池的制造工艺。目前，固态电池仍处于非常早期的研发阶段，因此需要更多的同事进行交流，共同推动电池技术的发展。12月17日，第七届全球新能源汽车大会（GNEV7）在北京中国大酒店开幕。在下午举行的“动力电池：全球竞争格局与下一代技术”分论坛上，当代安培科技股份有限公司研发经理郭永生以“动力电池的下一代固态锂金属电池技术”为主题进行了演讲，并介绍了当代安培科技有限公司。，有限公司正在投资研发。

郭永生，当代安培科技股份有限公司研发经理

郭永生介绍，当代安培科技股份有限公司在动力电池下一代技术方面有一定布局，在固态电池方面做了很多探索和思考。为什么当代安培技术有限公司要生产固态锂电池？传统锂电池的阴极是石墨，极限密度分别为270和280kwh/kg。下一代技术的阴极是硅。通过引入这一点，能量密度可以达到300kwh/kg，极限为350kwh/kg。350之后将使用什么？锂可能是负极，这并不是一个新的话题。它已经有70或80年的研究历史，因此锂金属在传统的液体电解链中面临着巨大的挑战。

那么，要解决锂金属面临的挑战，就必须使用固态。为了制造固体锂金属电池，锂……

可以使用金属和高压材料，同时，它们与安全可行的选择相兼容。这是当代安培技术有限公司目前正在开发的未来布局。事实上，每个人都熟悉固态电池，包括学术界和工业界。固态电池可分为三代。第一代是用电解质取代传统的锂离子电池。这种优势并不明显，因为用固态电池取代它们后，能量密度和体积能量密度都低于现有的传统锂离子，正负极片也需要有它们。第二代是用锂金属代替负极，用传统的正极材料代替正极，可以使用高压，然后下一代，因为负极使用锂，正极材料可以使用无锂材料，硫和其他无锂材料可以尝试，使得能量密度将具有进一步提高的空间。

在郭永生引入当代安培科技有限公司生产固态电池之前，他对世界各地生产固态电池的企业进行了调查。可以看出，一些大公司生产固态电池，而且都在欧洲和美国。主要是锂金属和传统的正负极材料企业在做。固体电解质有三种，一种是主要的聚合物，另一种是氧化物，然后是硫化物。作为一种固态电池，三重固体电解质主要是锂离子的电导率，而传质是关键，因为锂离子电导率本身就有着非常重要的关系。郭永生介绍了这三种固态电池在整个行业的研究进展。

首先，在聚合物方面，2011年，这家法国聚合物公司在伦敦投资了一辆装有固态电池的汽车。这辆车也是一辆试运营的出租车。该电池使用PEO型聚合物，这是其财产之一，即功耗降低水平超过1300周。当代安培科技有限公司几年前也做了一些研究。使用稍大的电池，电池可以实现80%，约600次循环，并且还实现了整体安全性能。因此，固态性能的安全性，无论是切割还是弯曲，都不是什么大问题，这就是为什么它是制造固态电池的重要因素。

聚合物面临着巨大的挑战，主要问题是低温下的离子电导率，而室温下的离子导电率相对较低，这导致只有磷酸铁可以用作正极，这将导致整体能量密度与现有的传统锂离子相比没有优势，这是聚合物所面临的问题。

目前，有许多初创公司涉及氧化物，包括美国的Sakti3，尤其是Sakti3Lab。他们拥有的氧化物被用作薄膜固态电池，这是非常成功的。薄膜固态电池可以保持数万周的恒定，但这款Sakti3只是将薄膜电池层层堆叠。当代安培技术有限公司认为这基本上是不可能的，而且薄膜电池的成本非常高。这种用作电动汽车的纯氧化物也有问题，因为它本身的氧化物离子电导率低。另一个问题是当使用氧化物作为固体电解质时如何解决界面问题。如果传统的阴极材料是陶瓷，氧化物也是陶瓷，并且两者都很硬，那么如何确保这两种非常硬的东西之间的完全接触界面是一个非常大的挑战。

还有一种相对重要的硫化物固态电池，它是相对先进的。他们还生产了一些自行车和物流车，这些车已经在使用。使用硫化物有一些优点。与前两种相比，一种是合适的导热系数相对较高。与传统电解质相比，另一个是电解窗口相对较高，可以实现此处无法使用的阴极材料。此外，与锂金属的相容性相对较好。硫化物并不是没有问题，但它的挑战也很大。众所周知，固态电池是一个巨大的挑战。

当代安培技术有限公司的固态电池解决方案是保护阴极材料，这可以提高兼容性……

此外，对于固体电解质本身来说，硫化物对空气很敏感，这将对其制造过程构成巨大挑战。这是当代安培技术有限公司必须解决的第一个问题，通过改进自身可以显著提高空气中的稳定性。目前，当代安培科技有限公司生产的锂金属固态电池可使用300周以上，即82%。目前，这也是一个很好的结果，这证明了这种固体锂金属电池是可能的。

同时，在研发过程中，当代安培科技有限公司也在关注固态电池的制造。固态电池的整个制造过程与传统的锂离子制造过程完全不同，每一步都需要新设备和新技术，因此当代安培技术有限公司也在同时开发该工艺。

郭永生最后得出结论，固体锂金属电池是一种可能的下一代电池，它可以确保高能量密度和安全性。当代安培科技有限公司也在固态锂电池的研发上投入了大量资金，也在开发固态电池的制造工艺。目前，固态电池仍处于非常早期的研发阶段，因此需要更多的同事进行交流，共同推动电池技术的发展。

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