产学研协同发力,国产固态电池产业化迈出关键步伐
2025-09-28 13:01:00  
1
听新闻

  作为下一代锂电池的核心方向,固态电池凭借高能量密度和本征安全优势,正成为推动新能源产业突破性能瓶颈的重要路径。近期,清华大学张强教授团队在电解质技术上的突破,与雪天盐业在高电压正极材料方面的量产进展相互呼应,为我国固态电池从实验室走向产业化注入了新动力。

  固态电池的产业化进程长期面临两大挑战:电解质与电极之间的界面兼容性较差,以及关键材料在性能与规模化生产之间难以兼顾。针对这些问题,清华大学化工系张强教授团队开发出一种新型含氟聚醚电解质,提出了“富阴离子溶剂化结构”的设计思路。该电解质通过在聚醚结构中引入强吸电子的含氟基团,显著提升了其耐高压性能,使其能够同时匹配4.7V高电压富锂锰基正极和金属锂负极。

  更重要的是,该电解质采用热引发原位聚合技术,强化了固态界面的物理接触与离子传导能力,从而避免了传统设计中因高外压依赖或多层结构导致的性能下降。基于锂键化学构建的“–F∙∙∙Li⁺∙∙∙O–”配位结构,可在电极表面形成稳定的富氟界面层,显著提升电池的循环稳定性。测试数据显示,使用该电解质的8.96 Ah软包全电池能量密度达到604 Wh/kg,远超目前广泛使用的磷酸铁锂(150~190 Wh/kg)和镍钴锰酸锂(240~320 Wh/kg)电芯。在满电状态下,电池顺利通过针刺与120℃热箱安全测试,未出现燃烧或爆炸,实现了高能量与高安全性的统一。

  如果说电解质技术的突破为固态电池打通了技术路径,那么高电压正极材料的量产就是实现产业落地的关键一环。在这一领域,传统盐业企业雪天盐业实现了引人注目的跨界突破。该公司依托“盐业+新能源”双轮驱动战略,通过旗下美特新材料平台,成功切入高电压正极材料赛道,并凭借其在盐化工产业链的资源与工艺积累,建立起独特的技术优势。

  雪天盐业开发的高电压正极材料,通过表面修饰和体相掺杂等工艺,有效抑制了高电压条件下的界面副反应和结构不稳定问题,能量密度突破400 Wh/kg,同时具备高压实密度和良好的循环性能,非常适合固态电池的使用需求。目前,相关产品已完成小试和中试,依托已有的锂离子、钠离子电池正极材料中试线以及7500吨级钴酸锂产能,即将进入规模化生产阶段,吨级产品已开始向国内主流电池企业供货。

  从实验室到产业化,张强团队的电解质创新与雪天盐业的正极材料量产形成了有效互补。前者提升了电池的性能上限,后者则为材料供应提供了保障,正好满足固态电池对高性能材料和稳定供应链的双重要求。在新能源汽车、人形机器人、低空经济等新兴应用场景的推动下,这种产学研协同的发展模式,不仅将加速国产固态电池的量产进程,也有助于强化我国在新能源材料领域的自主可控能力,为全球能源转型提供更多中国实践。

标签:电解质;电池;正极材料
责编:王婉娟

服务热线