近日,韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)與LG新能源聯(lián)合宣布,他們已開(kāi)發(fā)出一種新型鋰金屬電池電解質(zhì),能夠解決長(zhǎng)期困擾電池行業(yè)的“枝晶”問(wèn)題。
據(jù)稱(chēng),這項(xiàng)技術(shù)可使電動(dòng)汽車(chē)在12分鐘內(nèi)充電70%,續(xù)航里程達(dá)到約804公里。
如“枝晶”技術(shù)突破,解決數(shù)十年難題
鋰金屬電池相比主流鋰離子電池,采用純鋰金屬陽(yáng)極,能量密度顯著更高。但其商業(yè)化一直面臨核心障礙——“枝晶”問(wèn)題。
枝晶是充電過(guò)程中陽(yáng)極表面形成的樹(shù)枝狀鋰晶體,不僅降低電池性能,還可能刺穿隔膜導(dǎo)致短路,帶來(lái)安全隱患。
韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)聲稱(chēng),他們通過(guò)深入機(jī)理研究,發(fā)現(xiàn)枝晶生長(zhǎng)的根本原因是“鋰金屬表面不均勻的界面內(nèi)聚力”。
基于此發(fā)現(xiàn),團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種“抑制內(nèi)聚力的新型液態(tài)電解質(zhì)”,其陰離子結(jié)構(gòu)對(duì)鋰離子結(jié)合親和力較弱,能確保鋰在陽(yáng)極上均勻沉積,即使在快速充電時(shí)也能抑制枝晶形成。
實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù),性能表現(xiàn)驚人
在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,搭載該電解質(zhì)的電池在超過(guò)350次循環(huán)中表現(xiàn)穩(wěn)定。
具體充電性能如下:
團(tuán)隊(duì)還通過(guò)建模驗(yàn)證,高密度電池設(shè)計(jì)(能量密度達(dá)386 Wh/kg)可在17分鐘內(nèi)完成從10%充電到80%。
歷史記錄顯示:韓國(guó)科技宣稱(chēng)屢受質(zhì)疑
這并非韓國(guó)首次宣布突破性技術(shù)。回顧歷史,韓國(guó)在科技領(lǐng)域有過(guò)多次未能完全實(shí)現(xiàn)的宣稱(chēng)。
2018年,韓國(guó)宣布造出“永不爆炸的固態(tài)電解質(zhì)”,但隨后三星手機(jī)仍發(fā)生電池爆炸事故。
2020年,韓國(guó)聲稱(chēng)將量產(chǎn)石墨烯電池,但至今連石墨烯充電寶都未見(jiàn)上市。
2022年,韓國(guó)研發(fā)的鈉離子電池實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)無(wú)人能夠復(fù)現(xiàn)。
2024年的實(shí)驗(yàn)室常溫超導(dǎo)技術(shù),最終被證明無(wú)法重現(xiàn),被科學(xué)界視為笑話。
現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn):從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)障礙重重
即使韓國(guó)此次技術(shù)突破屬實(shí),從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)也面臨諸多挑戰(zhàn)。
充電基礎(chǔ)設(shè)施要求極高:804公里續(xù)航按百公里電耗15度計(jì)算,12分鐘充70%需要超過(guò)800kW的超充功率。目前特斯拉超充樁峰值功率僅250kW,800kW相當(dāng)于160臺(tái)家用空調(diào)的功率,對(duì)電網(wǎng)負(fù)擔(dān)極大。
電池循環(huán)壽命不足:實(shí)驗(yàn)室測(cè)試僅進(jìn)行了350次循環(huán)。按兩天一次循環(huán)計(jì)算,電池用不了兩年就需更換,無(wú)法滿足電動(dòng)車(chē)長(zhǎng)期使用需求。
量產(chǎn)成本與工藝難題:實(shí)驗(yàn)室成果走向量產(chǎn)需要解決生產(chǎn)工藝、成本控制和供應(yīng)鏈構(gòu)建等一系列問(wèn)題,此過(guò)程通常需要3-5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
全球競(jìng)爭(zhēng),多電池技術(shù)路線對(duì)比
全球固態(tài)電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈,中韓采取了不同發(fā)展路線。
中國(guó)選擇以氧化物電解質(zhì)為主要技術(shù)路線,優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度領(lǐng)先。衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源等已實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的量產(chǎn)和裝車(chē)。政府也出臺(tái)了《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》等強(qiáng)力政策支持。
韓國(guó)則選擇硫化物和氧化物路線并行發(fā)展的策略。三星SDI和SK On等電池企業(yè)積極投入,致力于開(kāi)發(fā)高能量密度和超快充電的電池產(chǎn)品。
日本傾力發(fā)展硫化物電解質(zhì)路線,將其提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度。豐田、本田、日產(chǎn)等巨頭以及材料商出光興產(chǎn)共同構(gòu)建了產(chǎn)學(xué)研緊密合作的開(kāi)發(fā)聯(lián)盟。
市場(chǎng)現(xiàn)實(shí):中國(guó)主導(dǎo)動(dòng)力電池產(chǎn)能
盡管韓國(guó)宣布技術(shù)突破,但當(dāng)前全球動(dòng)力電池市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)是:76%的動(dòng)力電池產(chǎn)能在中國(guó)。
2025年第二季度全球裝機(jī)量達(dá)282.6GWh,同比增長(zhǎng)37.3%,其中中國(guó)裝機(jī)量171.8GWh,同比增長(zhǎng)47.7%,海外裝機(jī)量110.8GWh,同比增長(zhǎng)23.8%。
韓國(guó)電池廠商則面臨工廠利用率下降的挑戰(zhàn)。2025年上半年,LG能源解決方案的運(yùn)營(yíng)率降至51.3%,三星SDI報(bào)告為44%,而SK On為52.2%。
韓國(guó)三大電池制造商全球市場(chǎng)份額較去年同期下降了5.4個(gè)百分點(diǎn),降至16.4%。
總之,全球電池技術(shù)的競(jìng)賽從未停止,但實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與規(guī)?;慨a(chǎn)之間,往往存在著難以逾越的鴻溝。真正的技術(shù)突破,不在于驚人的論文數(shù)據(jù),而在于能否安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地服務(wù)于千萬(wàn)消費(fèi)者。
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