LG新能源突破常温下快充的长寿命全固态电池技术

发布时间:2021-09-28
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LG新能源联合美国加州大学圣地亚哥分校共同研发的新一代的全固态电池技术攻克了过去只能在60℃以上环境进行充电的难关,实现在室温下也可以快速充电的技术突破。

LG新能源联合美国加州大学圣地亚哥分校(以下简称UCSD)共同研发的新一代的全固态电池技术攻克了过去只能在60℃以上环境进行充电的难关,实现在室温下也可以快速充电的技术突破。采用纯硅作为负极材料的全固态电池在业内首次实现了在常温环境[1]下循环寿命500次以上。此次LG新能源的研发突破加快了全固态电池商业化的步伐,其研究成果于9月24日发表在全球最权威的学术期刊之一《科学(Science)》杂志上。

作为下一代电池产品——全固态电池是将电池正极和负极之间的电解质从液态变为固态,相较现在主流的锂离子电池具备更高能量密度、更高安全性的优势,可广泛应用在新能源汽车、储能领域。之前的全固态电池为了提高能量密度使用锂金属作为负极,但由于对温度敏感,只能在60℃以上的高温环境中充电,并且存在充电速度缓慢的技术瓶颈。为了突破这一难题,LG新能源研发团队去除了全固态电池负极中的导电材料和胶粘剂,采用了5 um(微米)左右颗粒大小的"微硅负极材料"。


电池


硅负极材料的容量是石墨负极材料的10倍,被视为是提高电池能量密度的必需材料,但由于充放电过程中硅的体积膨胀变化大,循环稳定性较差,具有非常大的实际应用难度。在过往研究中,为控制硅负极材料体积的膨胀,一般采用100nm(纳米,即0.1微米)以下颗粒大小的纳米硅。而LG新能源使用的微硅负极材料比纳米硅负极材料成本更低,使用起来也更方便。

特别是这种微硅负极全固态电池在充放电500次以上后,容量保持率能保证在80%以上,同时与目前商用量产的锂离子电池相比,能量密度可提高约40%。这一研究成果加速了全固态电池的商业化进程。

LG新能源CPO金明焕表示,"我们很高兴能够通过与UCSD共同合作,在全固态电池领域研究中做出突破,并刊登在《科学》杂志上。通过此次研究,让备受瞩目的下一代电池技术——全固态电池取得了新的突破,让其朝着商业化又迈出了一大步。LG新能源今后将持续积极贯彻开放创新战略,以差异化的技术,引领全球电池技术创新。"


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