LG新能源全固态电池常温下可快速充电,循环寿命达500次以上
2021/09/27 | 收藏本文
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。
LG新能源亚洲营销总经理朴镇庸此前透露,LG新能源全固态电池争取2026年实现量产,将有望应用于电动汽车和飞机领域。
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。