科學(xué)家研發(fā)的半固態(tài)杯形電解質(zhì)如何讓鋰硫電池保持穩(wěn)定運(yùn)行？

當(dāng)今的鋰電池由陰極、陽(yáng)極和在充電和放電過(guò)程中在鋰離子之間來(lái)回傳遞的液體電解質(zhì)組成。最近，科學(xué)家們一直在研究更多固體形式的電解質(zhì)可能帶來(lái)什么，特別是在安全方面。新加坡科學(xué)家目前正在報(bào)告一種新型半固體電解質(zhì)，該電解質(zhì)可以提高鋰硫電池的安全性，鋰硫電池在儲(chǔ)能方面具有巨大的未開(kāi)發(fā)潛力。

對(duì)于該領(lǐng)域的研究人員來(lái)說(shuō)，工作可靠的鋰硫電池（而不是當(dāng)今常用的鋰離子化學(xué)電池）的前景令人興奮。這是因?yàn)樗鼈兠繂挝恢亓靠梢匀菁{多達(dá)五倍的能量，但主要障礙是它們的使用壽命要短得多，而且這些材料通常會(huì)很快惡化和破裂。

因此，科學(xué)家們正在研究可以克服這個(gè)問(wèn)題的新電池架構(gòu)，并且最近已經(jīng)取得了一些有希望的突破。這些是通過(guò)重新設(shè)計(jì)的電池組件實(shí)現(xiàn)的，其中包括混合陰極、完全固態(tài)的電解質(zhì)和為硫顆粒提供呼吸空間的新橋接鍵。現(xiàn)在，新加坡A*STAR 納米生物實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們提出了另一種基于混合準(zhǔn)固體電解質(zhì)的解決方案。這種新電解質(zhì)是采用紙杯蛋糕法制造的，其中金屬前體和蔗糖溶解在水中，然后加熱呈棕色紙杯蛋糕形狀。

然后加熱紙杯蛋糕，形成由高導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定的片材組成的注入液體的多孔膜。使用這種半固態(tài)3D 片材堆疊作為電解質(zhì)可以與陰極和陽(yáng)極良好接觸，但可以在充電過(guò)程中保持穩(wěn)定。

領(lǐng)導(dǎo)該研究團(tuán)隊(duì)的Jackie Y. Ying教授表示：同時(shí)含有液體和固體成分的混合準(zhǔn)固體電解質(zhì)已成為實(shí)現(xiàn)更安全電池同時(shí)保持良好性能的實(shí)用折衷方案。然而，迄今為止，固體成分的高電阻限制了此類(lèi)電池的性能。為了克服這個(gè)問(wèn)題，我們重新設(shè)計(jì)了固體成分的微觀結(jié)構(gòu)。我們的解決方案消除了電解液泄漏，并且具有熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。

該團(tuán)隊(duì)在一系列電壓下證明了這一點(diǎn)，并報(bào)告說(shuō)，該電池具有高容量、快速充電和放電能力，總體上是鋰硫混合準(zhǔn)固態(tài)電池中已知的最高性能。該團(tuán)隊(duì)相信這種獨(dú)特的架構(gòu)也可以應(yīng)用于其他類(lèi)型的鋰電池。

Ying說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)基于3D片材的框架對(duì)于最佳電池性能至關(guān)重要。此外，我們的系統(tǒng)在極端溫度下表現(xiàn)出出色的穩(wěn)定性。這些結(jié)果說(shuō)明了我們的片狀結(jié)構(gòu)作為其他半電池框架的巨大潛力。固體鋰電池。

蔚來(lái)發(fā)布固態(tài)電池包，新能源行業(yè)會(huì)發(fā)生改變嗎？

蔚來(lái)固態(tài)電池包的發(fā)布確實(shí)產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響，但目前的不確定性也很大。

1、固態(tài)電池商業(yè)化時(shí)間大大提前，無(wú)疑將產(chǎn)生巨大影響

雖然搭載固態(tài)電池組的ET7要到2022年第一季度才會(huì)發(fā)布，但這個(gè)消息著實(shí)令人震驚。因?yàn)榇饲耙恍┲饕姵貜S商預(yù)測(cè)固態(tài)電池可能要到2030年才能商用，而樂(lè)觀估計(jì)也預(yù)測(cè)要到2025年才能商用。蔚來(lái)的發(fā)布讓時(shí)間又向前推進(jìn)了三年。

對(duì)其他車(chē)企、電池企業(yè)、資本市場(chǎng)的影響將是深遠(yuǎn)的。這句話(huà)我已經(jīng)在微博說(shuō)過(guò)了，不再重復(fù)。

2、尚有一些問(wèn)題需要澄清，影響仍存在不確定性。

（1）外界透露的固態(tài)電池合作伙伴并非一線電池企業(yè)。難道這么重要的技術(shù)都被小公司攻破了？

此前有媒體透露，蔚來(lái)固態(tài)電池包的潛在合作伙伴是江蘇昆山的一家公司。這一點(diǎn)尚未得到完全證實(shí)。

是半固態(tài)還是全固態(tài)？這還不是很清楚。

如果是技術(shù)上的重大突破，為什么首先宣布的不是電池公司，而是汽車(chē)公司？

如果只是使用不成熟的技術(shù)，會(huì)有多大的風(fēng)險(xiǎn)？

如果使用無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)，那么只生產(chǎn)幾輛車(chē)有什么意義呢？

（2）假設(shè)某電池公司在固態(tài)電池方面取得突破，該電池公司是否只供應(yīng)蔚來(lái)汽車(chē)？這種可能性應(yīng)該不大。

那么還是上面的問(wèn)題，為什么那家電池公司不第一個(gè)宣布呢？

（3）ET7的價(jià)格起價(jià)在45萬(wàn)元左右，最高可達(dá)50萬(wàn)元以上。這么高的價(jià)格能得到市場(chǎng)的認(rèn)可嗎？如果銷(xiāo)量不能增加，對(duì)行業(yè)的影響無(wú)疑會(huì)大大降低。

蔚來(lái)采取預(yù)售策略，無(wú)疑是想用消費(fèi)者的錢(qián)去生產(chǎn)，這感覺(jué)有點(diǎn)像房地產(chǎn)市場(chǎng)上賣(mài)樓花。這樣做是否等于將風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者？