全固態(tài)鋰電池取得新突破。

日前，中國科學院青島生物能源與過程研究所科研團隊在國際學術期刊《自然—能源》發(fā)表研究成果，該團隊成功開發(fā)出一種均質化正極材料——鋰鈦鍺磷硫硒。

與傳統(tǒng)材料相比，鋰鈦鍺磷硫硒具有高電導率、高能量密度、長使用壽命等優(yōu)點。中南大學冶金與環(huán)境學院教授張佳峰在接受證券日報采訪中表示，“新材料各項性能的全面優(yōu)化為開發(fā)高能量密度、長使用壽命的儲能設備提供了技術支持，對開發(fā)新型儲能體系具有重要意義。”

在張佳峰看來，此次全固態(tài)電池的最新突破，或使硫化物固態(tài)電池成為率先實現(xiàn)量產(chǎn)落地的全固態(tài)電池技術路線。那么，硫化物固態(tài)電池當前發(fā)展到哪一步了呢？

據(jù)了解，全固態(tài)電池是鋰電池細分的一種。相比傳統(tǒng)的鋰電池，全固態(tài)電池的電解質和電極材料全部由固態(tài)材料構成。

其中，固態(tài)電解質是固態(tài)鋰電池的核心，電解質材料很大程度決定電池各項性能參數(shù)。而按固態(tài)電解質的化學組成可分為聚合物型，無機型和復合型。

分別看，聚合物固態(tài)電解質（SPE）由聚合物基體和鋰鹽構成，具有黏彈性好、機械加工性能優(yōu)等特點。

無機固態(tài)電解質是一種安全、無毒、環(huán)保的無機電解質，具有熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫化鈉、硫化鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鎂等。

復合固態(tài)電解質是以氧化物、硫化物等為代表的無機固態(tài)電解質和以聚氧化乙烯等聚合物為代表的有機固態(tài)電解質兩者的結合，利用路易斯酸堿相互作用，增加鏈段運動能力，協(xié)同提升界面離子傳輸。
 

 

圖源：頭豹研究院

據(jù)東方證券研報，聚合物固態(tài)電解質因柔韌性高、可加工性高，已具備低成本規(guī)模生產(chǎn)的可能。不過，室溫下聚合物電解質離子電導率低仍是該技術路線要克服的問題。

相比之下，氧化物電解質與硫化物離子電導率更好。數(shù)據(jù)顯示，氧化物電解質的離子電導率一般在10-6~10-3S/cm，硫化物固態(tài)電解質鋰離子電導率10–4~10–2S/cm。尤其是硫化物固態(tài)電解質，LGPS、LSP-SC室溫下的離子電導率已能與傳統(tǒng)液態(tài)電解質媲美。

目前來看，日韓企業(yè)的固態(tài)電池發(fā)展路線便聚焦于硫化物路線。國內企業(yè)中，寧德時代、比亞迪、蜂巢能源聚焦的也是“硫化物”路線。此外，國內的輝能科技則聚焦“氧化物”路線，珠海冠宇則聚焦“聚合物”路線。

與此同時，國內企業(yè)中也有押注多元路線的企業(yè)。比如衛(wèi)藍新能源聚焦“氧化物+聚合物”路線，贛鋒鋰電聚焦“氧化物/硫化物”路線，清陶能源聚焦“氧化物+鹵物+聚合物”路線。

結合國內企業(yè)披露的全固態(tài)電池研發(fā)進度看，2025年有望成為重要的時間節(jié)點。歐陽明高院士團隊此前發(fā)布的高安全高比能固態(tài)電池研發(fā)技術路線圖顯示，2025年起，三代硅基硫化物全固態(tài)電池將落地。
 

 

圖源：歐陽明高院士團隊高安全高比能固態(tài)電池研發(fā)技術路線圖

站在商業(yè)化角度看，硫化物固態(tài)電池的商業(yè)化除要解決技術難題外，還需克服成本問題。據(jù)東方證券研報，硫化鋰成本占到硫化物固態(tài)電池總成本的77%。鑒于當前硫化鋰售價較高，如何降低硫化鋰成本自然也成為阻礙硫化物固態(tài)電池商用的難題。