锂电技术双突破：全固态电池能量倍增，超低温电池刷新纪录

锂电技术双突破：全固态电池能量倍增，超低温电池刷新纪录

近年来，锂离子电池技术取得了显著进展，为储能技术的升级提供了新的可能性。从提升能量密度到改善安全性能，再到延长循环寿命，这些创新不仅提高了锂离子电池的整体性能，也为未来的储能技术提供了更多可能性。

全固态锂电池是当前锂离子电池研发的重要方向之一。与传统的液态电解质电池相比，全固态锂电池使用固态电解质，具有更高的安全性和能量密度。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研团队在全固态锂电池领域取得新的突破，开发出一种均质化正极材料——锂钛锗磷硫硒。这种新材料具有以下优势：

• 高电导率：新材料兼具高离子电导率和高电子电导率，比传统材料高出1000倍以上，显著提升了电池的整体性能。
• 高放电比容量：新材料的放电比容量达到250毫安时每克，超过目前使用的高镍正极材料，能够存储更多电能。
• 低体积变化：充放电过程中体积变化仅为1.2%，远低于传统材料的50%，有助于维持电池结构的稳定性。
• 高能量密度：使用该材料的全固态锂电池能量密度达到390瓦时每千克，是目前报道的长循环全固态锂电池的1.3倍。
• 长使用寿命：可实现大于10000圈的超长循环，5000次循环后仍保持80%的初始容量。

这项研究对开发高能量密度、长使用寿命的储能设备具有重要意义，为新能源汽车、储能电网、深海深空装备等提供了安全、耐久的动力源。

在极端环境应用中，锂离子电池的性能往往受到温度的限制。为了解决这一问题，中国科学院大连化学物理所能源催化转化全国重点实验室陈忠伟团队研制出新型超低温特种锂离子电池。该电池能量密度达260千瓦时/千克，可在零下60摄氏度的超低温下稳定运行。研究团队突破了高性能锂电池电极设计制备、电解液设计制备等多项技术，自主开发的新一代复合电解液提升了低温条件下的离子电导率和界面性能。此外，多层复合电极结构结合新型半固态电解质和改性活性材料，增加了电极和电极表面结构的稳定性和导电性，进一步提高了锂离子在电极中的传输速度。这种新型电池在零下40℃、0.5C运行条件下，放电容量可达95%，循环寿命500次以上，性能达到国际领先水平。

固态电池在储能领域的应用也取得了重要进展。2024年11月，工业和信息化部发布的《新型储能制造业高质量发展行动方案（征求意见稿）》中，强调重点布局储能用固态电池等先进储能型锂电池产品。重庆太蓝新能源有限公司与南都电源签署固态电池战略合作协议，共同推进固态电池在储能领域及民用领域的规模化应用。固态电池凭借其高安全、长寿命等特性，能够更好满足大规模储能系统对稳定性和耐久性的要求。双方的合作有助于展示固态电池在储能领域的优势和可行性，拓展其在电网侧、电源侧和用户侧等储能市场的应用空间。

这些突破对于实现“双碳”目标以及推动清洁能源的大规模应用具有重要意义。随着技术的不断进步和创新，锂离子电池的性能将得到进一步提升，为未来的能源存储和利用提供更高效、更安全的解决方案。