离子束制备超薄NaSICON钠离子固体电解质膜:面向全固态电池的纳米级减厚路线
Ceccio等研究者在arXiv发布钠基超离子导体NaSICON固体电解质薄膜制备研究,团队以1300°C固相法合成靶材后经低能离子束溅射制备超薄电解质膜,并利用离子束进一步改性,旨在降低固态电解质电阻、提升全固态钠电池界面性能,9月29日提交。
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Ceccio等研究者在arXiv发布钠基超离子导体NaSICON固体电解质薄膜制备研究,团队以1300°C固相法合成靶材后经低能离子束溅射制备超薄电解质膜,并利用离子束进一步改性,旨在降低固态电解质电阻、提升全固态钠电池界面性能,9月29日提交。
韩国发布电池产业技术路线图,把钠离子电池列为储能系统和低成本电动汽车的重点方向,目标是2027年实现160Wh/kg能量密度、2030年达到220Wh/kg并全面商业化。路线图还提出让LG能源解决方案、三星SDI、SK On及材料企业协同开发,并以税收抵免和示范项目支持韩国电池产业重夺全球市场份额。
发表于《科学报告》的研究显示,Na5FeS4中少量铝取代铁(Na5Fe0.95Al0.05S4)可提升表观离子电导率至5.8×10⁻⁷ S/cm,最高组态达2.9×10⁻⁶ S/cm,且保持高容量与可逆循环。铁铝硫均为丰产元素,为低成本大规模储能正极提供新路线。
美国研究团队在arXiv发表全固态电池电化学-力学耦合模拟研究:在硫化物电解质表面粗糙与堆叠压力条件下,突出物周围显著的应力变化才是锂不均匀沉积的关键诱因,无应力变化时粗糙表面沉积也可均匀。研究为人工界面层设计调控电流分布、提升循环寿命提供指导。
研究系统考察了压力辅助致密化工艺中应力状态对硫化物全固态电池电极堆固-固接触的影响,发现压制模式(单轴/等静压)会重塑致密化均匀性并进而影响电化学性能,为全固态电池的规模化制造工艺选择提供直接依据。预印本9月4日发布于ChemRxiv。
日立高新与粉体处理企业Powrex合作,利用AI结合X射线荧光分析仪与扫描电镜技术,开发了全固态电池正极活性材料涂层工艺的快速优化方法,演示确认可确定最优涂层条件、缩短涂层工艺开发及量产导入时间,并计划将该AI方法拓展至化学品、医药和高性能材料领域。
8月26日,《自然·材料》在线发表全固态电池研究进展:研究团队提出空位抑制(void-suppressive)锂金属负极设计,通过抑制循环过程中锂剥离/沉积产生的界面空位,缓解固态电解质与锂负极接触失效和枝晶刺穿问题。该工作为提升全固态电池的循环寿命与快充能力提供了新的负极工程路径,是固态电池走向实用化的关键瓶颈之一。
日立高新技术与Powrex完成联合验证,利用XRF/SEM分析数据与PROACCELA过程信息学技术,以数据驱动方式确定全固态电池正极活性材料的锂导电氧化物包覆最优条件,替代传统试错法,双方计划通过HMAX Industry推动商业化,瞄准2030年前后全固态电池市场扩容。
LG新能源北美副总裁李赫宰表示,全固态电池的瓶颈在于大尺寸电芯的大规模量产,预计该技术将先在智能手机等小尺寸产品中商业化,比电动车应用早约10年。LG新能源正开发硫化物体系固态电池,目标2029年商业化,并计划今年下半年建设采用干电极工艺的中试线。
日立高新(Hitachi High-Tech)与日本粉体设备商Powrex完成联合验证,将Powrex的流化床包覆技术与日立的XRF/SEM分析和物理AI平台结合,用于高效确定全固态电池正极活性材料的最佳包覆条件,抑制充放电循环中的界面电阻上升。该方案将纳入日立HMAX Industry产品线,瞄准Lab-to-Fab路径,面向2030年前后全面开启的全固态电池市场,并计划扩展至医药、化学品等相邻行业。
丹麦奥尔堡大学团队发现,将沸石咪唑酯骨架(ZIF)转化为玻璃态后,锂离子扩散激活能从0.35 eV降至0.16 eV,室温扩散系数提升一个数量级以上,扩散模式从各向异性跳跃转变为各向同性Fickian扩散,为高性能固态电池电解质开辟新方向。
LG新能源Q2营收48.8亿美元同比增长20%,储能业务营收增长近五倍。公司计划2027年向储能客户首次交付钠离子电池样品,并加速全固态电池干电极中试线建设。
韩国电池行业正将全固态电池的量产目标与人形机器人市场对高能量密度电池的需求结合,三大电池巨头LG、三星SDI和SK On均发布了新一代电池材料计划。