比利时领先的研发机构Imec宣布，在固态电池技术方面取得重大突破，有望彻底改变电动汽车（EV）市场。作为其EU支持的SOLiDIFY项目的一部分，Imec及其13个合作伙伴研发了一款原型固态电池，能量密度达到了1070 Wh/L，比目前最先进的锂离子电池（800 Wh/L）高出近25%。这一突破有望使电动汽车变得更加经济实惠和实用，为整个电动汽车行业的关键问题提供了解决方案。
固态电池的开发一直以来充满了挫折和未兑现的承诺，使该领域的进展变得极具挑战性。然而，Imec的最新成就标志着重要的进展，其新型电池采用了一种在室温下操作的新型制造工艺，并且该工艺可以适应现有锂离子电池生产线，预计生产成本低于150欧元（约167美元）每千瓦时，这一价格仅略高于当前传统电池的140美元每千瓦时。这种成本效益使得该技术成为工业化应用的可行选择。
创新的“液固转化”固化工艺
这一创新的关键在于独特的“液固转化”固化工艺。Imec的固态电池使用掺杂聚合的离子液体作为固态电解质，形成一层薄至50微米的固态层。该电解质夹在高容量复合阴极和薄锂金属阳极之间，形成紧凑高效的电池单元堆叠。不同元素的组合使电池实现了高能量密度和改进的安全特性，解决了传统电池技术的关键挑战。
项目团队克服了机械强度和阴极浸润等方面的显著障碍，使电池达到了三小时的充电速率和100次循环寿命。虽然这些性能指标尚需改进以达到当前锂离子电池的水平（现代锂离子车用电池可充电2000次，有些可在不到一小时内完成充电），但已展现出可观的潜力。纳米级薄保护涂层的应用也减少了对钴的依赖，进一步提升了电池的可持续性，减少了环境影响。
对电动汽车市场的潜在影响
Imec的固态电池技术有望通过提供更高能量密度、更快充电速度和更高安全性、同时降低成本，改变电动汽车市场的格局。减少对钴的依赖及现有生产基础设施的应用是加速固态电池商业化的显著优势。
目前的原型电池性能表明，固态电池将很快在关键领域赶超并超越传统锂离子电池。然而，为实现工业生产的规模化应用，仍需进行进一步的技术改进和性能优化，以满足汽车应用的严格要求。
尽管面临挑战，Imec及其合作伙伴的突破是向下一代电池技术迈进的关键里程碑。通过降低生产成本和提升电池性能，固态电池有助于使电动汽车更加普及，推动全球减少碳排放和应对气候变化的努力。
未来展望与挑战
尽管当前原型电池的充电速率和循环寿命尚未达到商业锂离子电池的标准，但技术潜力显而易见。随着Imec及其合作伙伴持续改进电池性能和规模化生产，固态电池在电动汽车市场的前景变得越来越乐观。
未来的道路将涉及进一步的研究、开发和测试，以优化制造工艺并提升电池性能。然而，Imec的“液固转化”技术展现了电池创新的重大突破，有望为更安全、更高效和更经济的电动汽车奠定基础。
由【金浪会展】主办的“第十九届中国(上海)国际电池及储能展”将于2024年11月14-16日在上海汽车会展中心举办，展馆面积达到60,000㎡，将要重点展示：动力及储能电池、储能技术应用、电池&电芯生产加工设备、电池加工生产设备、新能源智慧工厂、电池材料、光储充及配套设备、充换电及配套设备。预计参展企业将突破700家，接待专业观众50,000人。届时诚邀行业内各品牌企业莅临展会参观交流。
