中国粉体网讯 传统的锂离子电池的质量能量密度提升已经遇到了瓶颈，而且锂离子电池在高温和滥用条件下的安全问题突出。与液态电解质不同，固态电解质材料硬度高，具有一定的机械强度，对锂枝晶的生长有重要的抑制作用，锂金属在固态电池中可作为电极，因此可以大幅提升电池的能量密度。
因此，发展固态电池技术是一条必经之路，其产业化大规模应用进度备受全社会关注。
近日，美国两家企业将先进陶瓷技术运用到固态电池开发中，取得了重大技术突破，引起了行业热议。
Ion Storage Systems：陶瓷基板技术
据《华尔街日报》报道，美国初创企业Ion Storage Systems已开始生产固态电池，向潜在客户发货测试，包括美国国防部和多家未具名的电子产品制造商。报道称，该公司采用独特的陶瓷基板技术，其固态电池的能量密度比传统锂离子电池高出50%，还显著加快了充电速度，并且几乎消除了起火风险。
据悉，为了突破固态电池技术中的“呼吸”效应导致的开裂问题，Ion Storage Systems借鉴了马里兰大学材料科学家Eric Wachsman及其博士生Greg Hitz的研究成果，将氢燃料电池中使用的多孔陶瓷基板技术应用到锂离子电池中，创造出了一种三层结构：锂金属、陶瓷层和金属合金层。
Ion Storage Systems采用层状复合陶瓷电解质（LLZO），其室温离子电导率达1.2×10-3S/cm。通过纳米级玻璃陶瓷界面层，界面阻抗从1000Ω・cm2降至50Ω・cm2以下，同时陶瓷层本身兼具机械强度（抗压强度>200MPa）和化学稳定性，支持5C以上快充（12分钟充至80%）。陶瓷层中的微孔能够缓冲锂在电池中移动时的膨胀和收缩，解决了传统固态电池因“呼吸”效应导致的开裂问题，使其能够像常规锂电池一样封装在柔软的箔袋中，制造工艺也与现有电池生产线高度兼容。
目前Ion Storage Systems获得了美国能源部下属高级研究计划局-能源（ARPA-E）2000万美元的规模化资助，以支持其产品制造和成本降低的初步步骤。
QuantumScape：采用陶瓷隔膜，热处理速度提高25倍
据6月25日《科创板日报》报道，美国固态电池公司QuantumScape宣布，公司在陶瓷隔膜出现了技术突破，公司成功将Cobra隔膜制造工艺整合进基准电池产品生产中。
据称，Cobra的热处理速度比上一代提高约25倍，同时大大减小了薄膜的空间。该技术能够显著提高固态电池的效率。受此消息影响，6月25日美股QuantumScape盘中一度涨幅超过46%。
QS首席执行官Siva Sivaram博士表示：“团队在推进Cobra技术方面取得了显著进展，它体现了我们在扩大固态电池生产规模上的努力。通过大幅提升产能和缩小设备体积，Cobra为我们下一代电池技术的商业化提供了坚实路径。”
联合创始人兼首席技术官Tim Holme指出：“Cobra在陶瓷加工方面实现了跨越式创新，生产效率相比Raptor有显著提升，而Raptor本身已较前一代工艺取得了重要突破。这一技术进步是我们实现吉瓦级高性能固态电池平台市场化的关键。”
参考来源： 证券时报、科创板日报、集邦固态电池
（中国粉体网/山川）
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