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LG新能源突破常温下快充的长寿命全固态电池技术

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"。

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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王坚编辑
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