在全球能源转型的大背景下,新兴技术层出不穷。其中,中国科学院青岛生物能源与过程研究所(山东能源研究院)近期在全固态锂电池技术上实现了自主创新,为新能源汽车和其他应用领域的动力系统注入了新的活力。此次技术突破不仅将极大提升电池的单位体积内的包含的能量和安全性,更为我国在全球能源转型中提供了一个全新的“中国方案”。
全固态锂电池自1991年商业化以来,一直是移动电子设备和新能源汽车的核心动力源。随着科学技术的加快速度进行发展,传统的锂离子电池在安全性、单位体积内的包含的能量和常规使用的寿命等方面的局限性显露无疑。因此,如何同时实现高能量密度、超长寿命和本质安全,成为了科学家们面临的一大挑战。
青岛能源所的开发团队在该领域取得了显著成就。他们研发的高比能、长寿命全固态锂电池,不仅使正极材料实现“瘦身”,而且在单位体积内的包含的能量方面达到了390Wh/kg。在5000次循环后,该电池仍保持80%的初始容量,显示出惊人的稳定性和耐久性。
传统全固态锂电池正极需要多种活性材料的混合,导致化学反应的复杂性和性能的降低。而青岛能源所的研究团队积极探索材料科学,创造出一种新型的正极材料,其离子和电子电导率高出传统材料的3-5个数量级,解决了多材料混合带来的不良反应问题。这一成果不仅大幅度的提高了电池的性能,还简化了制造流程,降低了生产所带来的成本,为未来的商业化铺平了道路。
论文的提出,曾一度被忽视,但随着研究的深入,团队从这篇“冷门”论文中汲取灵感,逐步提升材料的电子和离子电导率。这一过程的艰辛正是科学研究的不易,然而恰恰也是科学进步的动力。
全固态锂电池的应用不仅限于新能源汽车,还扩展至深海装备、低空飞行器等领域。在这些高技术要求的应用场景中,电池的安全性和长续航能力至关重要。青岛能源所的固态电源系统,成功为多款深海探测器提供了强有力的能源支持,改变了传统的供电方式。即将实现的商业化生产,将逐步推动这一技术在更广泛领域的应用。
通过不断的研发,青岛能源所计划在2027年底前建立一条年产能力达到10吨的固态电解质生产线Ah级固态软包电池。更高单位体积内的包含的能量的极限目标——超过700Wh/kg的超高单位体积内的包含的能量固态电池,也在未来的规划当中。这一切都展现了中国在固态电池技术领域的强大潜力与信心。
全固态锂电池技术的突破,为全球能源转型描绘了一幅崭新的图景。从新能源汽车的“续航焦虑”到深空探测的“能源自由”,这一技术的应用将对各行业都产生深远影响。正如青岛能源所副研究员鞠江伟所言:“我们的技术将为全球的能源转型提供一个可行的解决方案。”
未来,随技术的不断成熟与商业化的推进,全固态锂电池将在全社会的能源使用中发挥逐渐重要的作用。这不仅是山东科学技术创新的缩影,更是中国在全球能源变革中的坚定步伐。无论是在市面上的新能源汽车,还是高科技领域的深海探测器,全固态锂电池都将成为推动行业进步的重要动力。
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