华为&北大双突破，固态电池迎新纪元？
华为&北大双突破，固态电池迎新纪元？
近日，中国在固态电池领域迎来重大突破：华为公开硅基负极材料专利，解决了硅基材料膨胀效应过大的问题；北京大学庞全全团队则在《自然》杂志发表重要研究成果，开发出新型固态电解质材料，实现了全固态锂硫电池的快充和长循环寿命。这两项突破标志着中国在固态电池技术领域已跻身世界前列。
华为创新：解决硅基负极材料膨胀难题
华为的这项专利名为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》，其核心创新在于通过一种独特的材料结构设计，解决了硅基负极材料在充放电过程中的体积膨胀问题。
具体来说，华为采用了一种复合结构：高硅氧比硅基颗粒分散在低硅氧比硅基基体中。这种设计实现了不同硅氧浓度的限域分布，既能保证较高的嵌锂容量，又能有效缓解体积膨胀。此外，还在高硅氧比硅基颗粒表面设置导电层，进一步提升电导率和循环稳定性。
测试结果显示，使用该专利技术的电池在循环600次后，电芯的膨胀率明显降低，展现出优异的循环性能。
北大突破：实现固态电池快充与长寿命
北京大学材料科学与工程学院庞全全研究员课题组在Nature上发表的研究论文《All-solid-state Li‒S batteries with fast solid‒solid sulfur reaction》，则为固态电池的商业化应用带来了新的希望。
研究团队设计合成了一种新型玻璃相硫化物电解质材料（LBPSI），并基于此研制出全固态锂硫电池。这种电解质材料不仅具有高离子电导率，还能通过氧化还原介导作用，显著提升硫的固固转化反应速率。
实验数据显示，基于LBPSI电解质的全固态锂硫电池展现出惊人的性能：在2C倍率下可释放1497mAh/g的高比容量；即使在20C的超高倍率下，容量仍可达784mAh/g。更值得一提的是，该电池在25℃下以5C倍率循环25,000次后，仍能保持80.2%的初始容量。
技术突破推动商业化进程加速
这两项突破对固态电池行业的发展具有重要意义。华为的专利解决了硅基负极材料的关键瓶颈，为提升电池能量密度提供了新的解决方案；而北京大学的研究则在电解质和电池体系方面实现了重大突破，展示了固态电池商业化的可能性。
事实上，固态电池的商业化进程正在加速。上汽已宣布进入全固态电池量产500天倒计时，计划2026年实现装车；宁德时代也透露将在2027年达到小批量生产水平。政策层面，上海等地相继出台支持固态电池发展的政策，进一步推动了产业化进程。
研究机构EVTank预测，2030年全球固态（含半固态）电池的出货量将达到614.1吉瓦时，在锂电池中的渗透率预计在10%左右，全固态电池的量产时间或将提前至2027年。
挑战与展望
尽管取得了重大突破，但固态电池的商业化仍面临不少挑战。首先是成本问题，目前固态电池的成本是传统液态电池的4-10倍。其次，固态电解质的制备工艺复杂，需要解决材料稳定性、界面接触等问题。此外，产业链的完善也需要时间。
然而，随着技术的不断进步和成本的降低，全固态电池的应用场景将进一步拓展。一方面，它将逐渐应用于更多领域，如无人机、机器人等；另一方面，将与新能源汽车、储能系统等领域实现深度融合，推动相关领域的技术进步和产业升级。
可以预见，在不久的将来，固态电池将引领一场能源存储革命，为实现碳达峰、碳中和目标提供有力支撑。