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投稿|锂电池的技术路线里，藏着下一座金矿( 五 )


前文提到 ， 目前主要的电解质技术路径中 ， 由于聚合物在4V以上电压工作下容易被电解 ， 并且需要超过室温条件下才能正常工作的特点 ， 即便目前已经量产但是也并非未来的技术选择 。
氧化物主要分为薄膜型和非薄膜型 。
薄膜型主要采用LiPON（锂磷氧氮）这种非晶态氧化物作为电解质材料 ， 而非薄膜型则指除LiPON以外的晶态氧化物电解质 ， 其中 ， 以LLZO(锂镧锆氧）为主流 。
薄膜型产品性能优异 ， 已在微型电子、消费电子领域实现较初级、小范围应用 。
但是 ， 薄膜型电池容量很小 ， 往往不到mAh级别 ， 在微型电子、消费电子领域勉强够用 ， 到了乘用车Ah级别时缺点则暴露无遗 。
业界有尝试将其串并联增加电池组实现提升电池容量的方法 ， 却存在着高昂的成本和工艺困难等问题 。
而非薄膜型氧化物产品综合性能出色 ， 是当前开发热门 。
已成为中国企业重点开发的方向 ， 台湾辉能与江苏清陶都是此赛道的领跑企业 。已经有部分产品投放市场 ， 但也存在着离子电导率低于薄膜型的缺点 。
资本聚焦的另外一条技术路径便是硫化物电池 。
硫化物主要包括thio-LISICON、LiGPS、LiSnPS、LiSiPS、Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3等 ， 其电导率接近甚至超过有机电解液 。
同时具有热稳定高、安全性能好、电化学稳定窗口宽(达5V以上)的特点 ， 在高功率以及高低温固态电池方面优势突出 。
可是 ， 大部分硫化物材料空气稳定性差 ， 会与水反应形成刺激性的硫化氢气体 。可以说其开发潜力最大 ， 同时也是最困难的 。
在生产工艺上 ， 需要涂布+多次热压、添加缓冲层改善界面性能 。
此外 ， 新材料也在不断面世 。几个月前 ， 由中国科学技术大学教授马骋团队设计并合成的一种锂电池固态电解质新材料——氯化锆锂 。
据报道 ， 氯化锆锂的问世 ， 成功将50微米厚度的原材料成本降低至1.38美元/平方米 ， 而此前最廉价的氯化物固态电解质相对应的成本为23.05美元/平方米 。
据悉 ， 原材料成本达到10美元/平方米是固态电解质具备竞争力的界限 。当然 ， 问题同样存在 ， 稳定性较差是限制其产业化发展的关键 ， 目前该团队正在努力攻克这一环节 。
从未来固态锂电池产业的发展方向上来看 ， 业界认知相差不大 ， 基本上是从液态锂电池-半固态-固态；先完成对电解液隔膜的替代 ， 而后进行正极负极的替代 。
投稿|锂电池的技术路线里，藏着下一座金矿
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为解决全固态电池内部的界面接触难题 ， 同时充分利用现有液态锂离子电池的生产工艺和设备 ， 降低制造成本 。目前固态电池技术路线为优先发展混合固液锂电池 ， 逐步降低液态电解质的含量 ， 最后实现全固态锂电池 。
可以说 ， 固态电池的工艺路线尚不成熟 ， 产业化仍需时间 ， 降本之路长路漫漫 。
但另一方面在资本推动 ， 技术路径广铺 ， 人才聚焦的趋势下有望加快生产学习曲线 ， 缩短工艺know-how时间 ， 产业化的到来可能超出预期 。

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