1991年索尼公司初次推出贸易锂离子电池，往后正在空阔科研管事家和工程师的不懈勤劳下，锂离子电池的各项职能都取得了大幅的擢升【1】，而锂离子电池的行使周围也

1991年索尼公司初次推出贸易锂离子电池，往后正在空阔科研管事家和工程师的不懈勤劳下，锂离子电池的各项职能都取得了大幅的擢升【1】，而锂离子电池的行使周围也从最初的3C消费电子周围扩展到了新能源汽车和漫衍式储能等周围。锂离子电池正在动力电池周围的行使也促使其对能量密度的谋求正在不休走高，纵然目前锂离子电池的能量密度仍然相当于最初索尼推生产品的3倍以上【2】，然则还是无法知足日益扩充的续航里程的需求。目前古代液态电解液锂离子电池的能量密度擢升仍然切近其极限值，难以知足下一代高比能动力电池的需求，于是主流的动力电池厂商也都正在纷纷组织下一代动力电池本领。

鄙人一代动力电池浩瀚的候选者之中，固态电池是最有指望的一种。全固态电池不光本领成熟度相对较高，也得到了像Goodenough、崔屹等一批国际顶尖学者的声援，国表里浩瀚锂离子电池企业也已将全固态电池本领举动厉重的下一代本领贮藏。全固态电池最明显的两大上风如下：

目前的锂离子电池采用石墨资料举动负极，石墨的表面比容量仅为372mAh/g，远远无法知足高比能锂离子电池的需求，而金属Li负极的表面比容量可达3860mAh/g，是一种理念的高比能电池负极资料，然则Li金属负极正在一再充放电的历程中会变成Li枝晶【3】，酿成库伦效用低下和短道危害扩充，而固态电解质具有高剪切模量的特性，可以更好的贬抑Li枝晶的成长【4】，于是正在固态电池中咱们可能采用金属Li举动负极，干系查究注脚即使是正在较低的面密度下，采用金属Li交换古代的石墨还是可以将电池的能量密度擢升35%以上。即使咱们采用NCM811资料举动正极，电池的能量密度可以抵达500Wh/kg以上，即使是采用LFP举动正极电池的能量密度也可能擢升到300Wh/kg以上【5】。这是古代液态电解质锂离子电池所无法比较的。

太平性是目前液态电解质锂离子电池面对的另一棘手题目，而固态电解质的显露让锂离子电池的太平性取得了大幅擢升。查究注脚采用液态电解质的Li/LFP电池正在90℃驾驭就起初发作自放热反映，并正在178℃驾驭惹起了电池热失控，而采用固态电解质的Li/LFP电池自放热温度普及到了247℃以上，而且全盘历程未发作热失控【6】。古代液态电解质锂离子电池往往是因为高温惹起的隔阂热退缩和熔融而导致的大面积内短道激发热失控，而以无机固态电解质为例，其热安宁性显然高于高分子群集物类隔阂资料【7】，于是高温导致正负极短道的危害险些为0，从而使得采用固态电解质的锂离子电池热失控危害大幅低落。同时，即使是电池发作了热失控，固态电解质的可燃因素也要远远低于古代的碳酸酯类电解液，从而可以明显低落锂离子电池热失控的热烈水准，对付动力电池的太平性具有明显的擢升。

固态电解质从因素上重要可能分为三大类：1）氧化物电解质，比方常睹的LLZO类电解质；2）硫化物电解质，比方Li2S–P2S5电解质；3）有机群集物电解质，比方常睹的PEO基群集物电解质等。这几类固态电解质各有优弊端，总体上来看群集物电解质加工职能优异，能与电极资料变成优秀的界面接触。然则该类电解质常温电导率较低，于是采用群集物电解质的锂离子电池很难正在60℃以下的温度举办管事。别的，以PEO基电解质为代表的固态群集物电解质正在高电位的正极一侧容易被氧化了解，酿成电池职能的恶化。硫化物固态电解质常温电导率异常高，与液态电解质切近，加工职能较好，然则正在大气处境中担心宁，容易与个中的水分临蓐剧毒的H2S气体，于是全盘加工历程必要正在惰性氛围回护下举办，临蓐本钱高。氧化物电解质电导率较高，正在氛围中的安宁性较好，然则其与电极资料的界面题目有待优化，况且氧化物电解质脆性较大，加工职能较差【11】。

固态电池举动最有指望的下一代动力电池候选者，各京都加入了大批的资金发展干系本领查究。举动锂离子电池第一强国的日本也正在2018年发表启动新一代高效“全固态电池”中央本领的开辟管事，丰田、本田、日产等23家汽车、电池和资料企业，以及15家学术机构介入该计算，计算到2022年整个支配全固态电池本领。日本的全固态本领道道重要是以硫化物为主，该周围的领头羊丰田公司早正在2010年就推出了硫化物固态电池，2014年推出的道理样性能量密度更是抵达了400Wh/kg，据分解丰田计算正在2020年竣工硫化物固态电池的家产化。

国内方面，全固态锂离子电池的查究除了召集正在各大高校，比方清华大学、中科院物理所、上海硅酸盐查究所和青岛能源所等科研机构都发展了固态电池闭头原资料、电池制备本领和工艺的查究和开辟，各大动力电池厂商也都将固态电池本领举动下一代厉重的本领贮藏。包含宁德时期、比亚迪等电池企业都正在举办干系本领的组织，然则凭据各个公司的本领道道年此后才可以推出干系本领产物。

然而，固然固态电池具有目前锂离子电池所无法比较的上风，然则全固态电池的开辟还是是一条充满阻滞的道，还是有大批的题目必要治服：

正在全固态电池中，过渡金属氧化物颗粒还是是重要的正极资料，当制成电极时，会正在电极内变成大批庞大的孔隙，古代的液态电解质可以渗透这些孔隙，从而保障完全的活性物质都可以介入到电化学反映之中。然则固态电解质不具有滚动性，于是很难保障活性物质颗粒与固态电解质的富裕接触，同时电池充放电历程中活性物质的体积变动也会进一步败坏固态电解质与活性物质颗粒的接触界面，酿成固态电解质与活性物质之间较大的接触阻抗【8】，影响固态锂离子电池的职能阐述。

是的你没有看错，固态电池还是存正在锂枝晶题目，凡是咱们以为固态电解质优秀的机器强度可以有用的贬抑Li枝晶的成长，然则查究却注脚Li枝晶还是可以沿着Li7La3Zr2O12(LLZO)和Li2S–P2S5两类固态电解质的晶界急速成长，往往几十次轮回就会发作内短道【9】，急急影响全固态锂离子电池的行使寿命。

界面安宁性题目重要表示正在两个方面：一方面是极少古代的有机群集物电解质，比方PEO等正在高电压的正极一侧会发作氧化了解，导致接触阻抗扩充及电池职能恶化【10】；另一方面，氧化物固态电解质和硫化物固态电解质会正在负极一侧发作还原了解，酿成固态电池的职能降落。

高本钱也是目前全固态锂离子电池急需治理的题目之一。以常睹的石榴石布局的LLZO电解质为例，其今朝价值高达2000$/kg，远高于古代的碳酸酯类电解液。其次，临蓐历程本钱正在目前的固态电池本钱中占比抵达75%。凭据测算正在小批量临蓐时（10000只/年）其临蓐历程本钱会高达750-2500$/kWh，即使是临蓐范畴增添到1亿只/年，其临蓐历程本钱还是高达75-240$/kWh，正在电池本钱中占比高出50%，远高于目前的锂离子电池工艺本钱【11】。

固态锂电池的三种本领道道之争由来已久。正在固态电池本领成长的早期，因为固态电解质资料电导率相对较低，研发的中心大都召集正在普及固态电解质的电导率方面，于是具有高离子电导率的硫化物电解质和氧化物固态电解质吸引了广博闭切。然则跟着本领的不休进取，人们发掘电导率仍然不是限制固态电池成长的重要要素【5，11】，界面题目和量产工艺逐步成为固态电池必要治服的下一难点。硫化物和氧化物类电解质机器加工职能较差，界面接触题目和量产化工艺题目迟迟无法治理，而群集物电解质因为具有优异的加工特征和优秀的界面接触成为三种本领道道中最有指望的一种。

群集物基固态锂离子电池正在学术查究方面仍然得到了长足进取，然则其家产化过程还是相对迟钝，目前尚无明晰的贸易化时刻表。与其他厂商慢半拍的节拍变成显着比较，国内顶尖的动力电池创设商万向一二三正在6月24日放出重磅音讯，发表其与先辈资料公司Io

nic Materials公司的先辈导电群集物资料本领与A123的三元/石墨资料本领连系，开辟出一款高能量密度、高太平性固态锂离子电池产物。该功劳使得批量创设大尺寸全固态锂离子电池成为实际，胀动了电动汽车朝着更太平、更轻量化的宗旨迈进。

万向一二三为何可以领先其他动力电池厂商优先推出群集物固态锂离子电池产物呢？这与其治理了群集物电解质正在高电位正极资料的耐氧化才略相闭。咱们明晰古代的PEO基群集物电解质固然具有相对可回收的高温离子电导率，然则因为其主链中C-O键的存正在使其抗氧化才略较差，难以正在电压高于4V的电化学系统中行使，这对付谋求高能量密度的动力电池而言无疑是无法回收的。针对此题目，万向一二三与Io

nic Materials公司强强合伙，通过资料轮廓包覆改性，群集物电解质改性等妙技有用治理了群集物电解质正在高电位正极氧化了解的题目，明显改观了高电压系统群集物电池的倍率和轮回职能（如下图所示），使得NCM811资料正在群集物基固态锂离子电池中的行使成为了可以。

“太平”是万向一二三正在动力电池研制和临蓐中永远周旋的底线，该准则正在全固态锂离子电池的开辟中也不破例。比拟于古代的液态电解质锂离子电池，固态锂离子电池因为没有行使易燃、易挥发的碳酸酯类电解液，于是正在太平性上取得了大幅的擢升，10Ah固态电池顺手通过了厉苛的针刺实行，针刺历程中电池最高温度仅为39℃，十足没有发作起火和爆炸，这对付擢升电动汽车的太平性具有至极厉重的意思。

本钱题目是全固态锂离子电池行使的一道难以横跨的失败，查究注脚目前全固态电池创设工艺的临蓐历程本钱占比高达75%以上【11】，使得全固态电池的本钱居高不下。万向一二三打垮现有固态电池临蓐工艺的范围，革新性地愚弄古代锂离子电池临蓐摆设竣工了全固态电池的量产，大幅地低落了临蓐本钱，为全固态电池的行使扫平了却果一道失败。

万向一二三正在固态电池方面的告成源于其精准的道道定位，正在其他厂商还正在三种本领道道之间倘佯时，万向就灵敏的认识到了群集物电解质系统正在固态电池上行使的广大潜力，并缓慢与群集物电解质周围的领先企业Io

nic Materials树立整个的计谋合营相闭，将对耿介在群集物电解质方面的上风与万向正在三元/石墨资料系统方面的上风相连系，竣工了全固态电池量产本领的冲破。“万向和Io

nic Materials的勤劳合作是一次极具创设性和告成的合营。此次合营最终爆发了咱们引认为傲的本领先辈的产物。咱们很幸运能成为行业的先行者率先推出这款产物”，万向一二三首席本领官Jim Paye如是说。Io

nic Materials首席施行官Mike Zimmerman对此示意同意“咱们两家公司之间协同爆发的一系列合营是正在不休成长的电池周围得到告成的须要条目。咱们希望着他日，咱们正在将这项本领贸易化行使的历程中一连得到告成”。

万向是国际一流的动力电池编制打算和创设商，永久以还万向周旋“太平”这一血色底线V轻混编制依据着增色的职能和优异的太平职能取得了市集的广博承认，使得万向牢牢霸占环球最大48V编制创设商这一宝座。此次推出的全固态锂离子电池是万向一二三正在改观锂离子电池太平性上的又一里程碑式结果，也彰显了万向周旋太平这一底线不摇摆的刻意和毅力。保剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，万向永久以还周旋本领驱动型成长，其产物涵盖从高功率轻混编制，交通运输高能量密度治理计划，及储能编制，是环球锂离子动力电池及编制打算创设周围的环球诱导者。

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