为什么锂电池研究能吸引如此众多的目光和资本？

2023年7月，丰田公司打出口号充电10分钟，行驶1200公里，后来丰田的宣称口径又变了——充电十分钟，续航1500公里，数据又增长了。丰田称最早将于2027年向市场投放配备“全固态电池”的纯电汽车，引发业内热议。

近期，美国哈弗大学李鑫团队发文称找到一种新方法，以锂金属作为负极材料来制备全固态锂电池，充电10分钟循环超6000次后仍保持 80% 的容量。对电池的循环稳定性、能量和功率密度以及安全性研究有了新的指导方向。

2024国内大佬王石、冯伦两位企业家开启带队游学模式，其中4月20-29日德国特训营一期，主要参观新能源工厂，包括世博集团，奔驰集团，宁德时代等电池相关工厂。

1、为什么锂电池研究能吸引如此众多的目光和资本？

锂电池作为当前主流电池技术，在电子设备、移动通信、电动车等领域发挥着重要作用。然而，锂电池也存在着诸多问题，如金属锂枝晶生长、电解液膜的形成等,限制了电池的循环寿命和安全性。针对这些问题，众多研究团队致力于改进锂电池技术，以提高其性能和安全性。在X-MOL网站上搜关键词“锂电池”，能跳出近200位学者教授在做相关的研究。

日本和欧美企业，在全固态电池的研发上投入很大，日本之外，韩国三星 SDI 和 SK电池企业也在联合研发固态电池。德国宝马，已经在自建电芯研发中心，计划2026 年实现固态电池突破和量产。奔驰很早就与电池厂商在联合开发制造配备固态电池的测试车辆。欧洲也推出了《电池2030规划》及《2030电池创新路线图》，由欧盟多国共同出资32亿欧元用于发展固态电池。

2、固态电池的研发有多难？

固态电池是一种使用固体电极和固态电解质的电池，相比传统锂离子电池，它的优势明显：充电速度更快、能量密度大幅提升、安全性更高、低温不怕电量跳水、循环寿命更长以及对热管理的需求会降低。固态电池优势这么明显，目前遇到的难点也很突出，它的难点在于电极与电解质之间的界面接触，由原来的固-液接触变为固-固接触。在循环过程中，由于枝晶的问题，容易造成应力堆积，电化学性能衰减，甚至导致裂缝的出现，容量快速衰减，循环寿命差。这些问题都需要通过材料选择和工艺改进来解决。

固态电池为何在全球迟迟无法推进，一大原因在于固态电池的成本非常高，全固态电池的成本是液态电池的四倍，这是它的核心难题。

其次是材料方面，在合适的硫化物电解质材料这一关键课题上，包括丰田在内的全球车企一直未能破局。

再次是生产端。目前的全固态电池不仅生产环境要求极端严苛，生产过程极端繁琐复杂，而最终的良品率却极为低下，更关键的是，固态电池的推进，很大程度上必须要投巨资完全重建一整套的全新生产线。而中国在三元锂和磷酸铁锂电池的研发上下了重注的，再重注投入固态，也需要考虑到巨大的沉没成本。

3、选油车还是选电车

随着电动车技术的不断突破和提升，电动车已经成为未来出行的主流选择之一。充电时间缩短、续航里程增加，使得电动车更加便捷实用。因此，无论是从环保角度还是从便利性考量，电动车都将成为人们出行的首选。选择支持新能源汽车的发展,意味着选择更清洁、更高效的出行方式，也意味着为环境保护贡献自己的一份力量。

虽然目前还是困难重重，各个头部公司都把商业量产目标定在2027-2028年,这几年在研发上的竞争必定极为激烈，乐研提供各种稳定，质优的锂电池研究相关试剂，助力各位老师早日攻克核心难题。

参考资料

1.Ye,L.Lu,Y,Wang,Y.et al.Fast cycling of lithium metal in solid-state batteries by constriction-susceptible anode materials. Nature Materials (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-023-01722-x

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