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固態(tài)電池變革加速：解析鋰金屬實驗線的關(guān)鍵技術(shù)突破?
在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，電池技術(shù)的革新成為了推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要動力。固態(tài)電池，作為下一代電池技術(shù)的有力競爭者，正逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，其變革的步伐日益加速。而在這一過程中，鋰金屬實驗線的關(guān)鍵技術(shù)突破，無疑為固態(tài)電池的發(fā)展注入了強大的動力。
固態(tài)電池相較于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池，具有諸多明顯優(yōu)勢。其能量密度更高，能夠為電動汽車等設(shè)備提供更長的續(xù)航里程。例如，重慶太藍新能源有限公司創(chuàng)始人高翔博士團隊研發(fā)的120Ah全固態(tài)鋰金屬電池實測能量密度達720Wh/kg，刷新全球體型化鋰電池紀錄。固態(tài)電池的安全性大幅提升，由于采用了固態(tài)電解質(zhì)，避免了液態(tài)電解液泄漏引發(fā)的安全隱患。再者，固態(tài)電池的循環(huán)壽命更長，能夠降低使用成本，提高電池的綜合性能。
鋰金屬負極因其極高的理論比容量和較低的電化學(xué)還原電位，被視為實現(xiàn)高能量密度固態(tài)電池的理想選擇。然而，鋰金屬負極在實際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如鋰枝晶的生長、固固界面阻抗較大以及鋰金屬與固態(tài)電解質(zhì)的兼容性問題等。這些問題嚴重制約了鋰金屬固態(tài)電池的性能和壽命，也成為了阻礙固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。
為了解決這些問題，科研人員和企業(yè)在鋰金屬實驗線上進行了大量的研究和探索，并取得了一系列關(guān)鍵技術(shù)突破。在材料研發(fā)方面，通過不斷優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)的材料體系，提升離子電導(dǎo)率和化學(xué)穩(wěn)定性。例如，華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件全國重點實驗室嚴克友教授團隊利用單斜相m-Li2ZrF6納米顆粒作為添加劑，成功在鋰金屬負極表面構(gòu)建了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的基于三方相t-Li2ZrF6固態(tài)電解質(zhì)界面，實現(xiàn)了鋰金屬電池在高載量、低N/P值和超高倍率下的穩(wěn)定循環(huán)，能夠在2C的倍率下循環(huán)3000次后依然擁有80%的容量保持率，達到同級別較高水平。同時，針對鋰金屬負極的結(jié)晶問題，開發(fā)了有效的解決方案，通過界面改性和電解液添加劑等手段，提高了負極的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。
在工藝創(chuàng)新方面，企業(yè)也取得了明顯進展。全球先進的固態(tài)電池生產(chǎn)設(shè)備智造商海目星前瞻性布局氧化物固態(tài)電解質(zhì)+鋰金屬負極技術(shù)路線，并聯(lián)手欣界能源自主研發(fā)HICORE固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)和界面定向調(diào)控TIE技術(shù)，通過優(yōu)化電解質(zhì)離子傳輸效率和鋰金屬表面結(jié)構(gòu)，成功突破鋰枝晶生長和界面副反應(yīng)的重要技術(shù)瓶頸，將電池能量密度提升至480Wh/kg，循環(huán)壽命超過1000次，性能參數(shù)領(lǐng)跑行業(yè)。2025年6月24日，全球先進的下一代固態(tài)鋰金屬電池技術(shù)公司QuantumScape宣布，其先進的Cobra隔膜工藝已成功整合進入公司基線電池生產(chǎn)流程。Cobra是QuantumScape自主研發(fā)的連續(xù)流高通量隔膜生產(chǎn)平臺，與上一代Raptor工藝相比，在熱處理速度方面實現(xiàn)了約25倍的提升，而設(shè)備占地空間則減少至原先的一小部分，為固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)提供了可能。
此外，比亞迪在2025年7月29日公開超薄鋰金屬負極制備工藝，通過微凹版涂布技術(shù)將鋰箔厚度降至5μm(行業(yè)20μm)，利用原位SEI膜生成使循環(huán)膨脹率＜1%，采用真空熱復(fù)合工藝將界面阻抗降低至3Ω?cm2，攻克了固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的障礙，并在重慶璧山工廠建成10GWh示范線。
在眾多企業(yè)與科研團隊為固態(tài)電池技術(shù)突破奮力前行時，米開羅那（上海）工業(yè)智能科技股份有限公司也在該領(lǐng)域嶄露頭角。米開羅那成功引進在鋰能電池設(shè)備研制領(lǐng)域擁有經(jīng)驗豐富的前沿經(jīng)驗的團隊，團隊不僅帶來了豐富的設(shè)計、研發(fā)資源及生產(chǎn)經(jīng)驗，還依托其二十多年的行業(yè)深耕與技術(shù)沉淀，與國內(nèi)重點院校實驗室深度合作，致力于為各類固態(tài)電池、鋰金屬電池產(chǎn)品中小試線、鋰金屬材料制備及大型生產(chǎn)線提供全流程智能裝備解決方案。米開羅那創(chuàng)始于1998年，是集研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)于一體的高科技企業(yè)，公司注冊資本及實繳資本為10,700萬元人民幣，是真空自動化和真空領(lǐng)域智能裝備等領(lǐng)域的佼佼者。其產(chǎn)品范圍涵蓋隔離及防護類手套箱/真空箱裝備、自動化/物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)智能裝備（無人工廠）等，普遍應(yīng)用于鋰電池及材料、核工業(yè)、粉末冶金等多個領(lǐng)域。米開羅那作為一家跨國公司，總部位于上海，在美國波士頓和德國法蘭克福設(shè)有組裝工廠和服務(wù)中心，在上海金山、湖北孝感建有現(xiàn)代化工廠，在廣東東莞松山湖建有固態(tài)電池智能裝備研究院，并在國內(nèi)各主要城市設(shè)有20余個專業(yè)服務(wù)網(wǎng)點，為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實的裝備支持與技術(shù)保障，助力行業(yè)突破技術(shù)難題，加速固態(tài)電池從實驗室走向市場的進程。
隨著鋰金屬實驗線關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進程將進一步加速。未來，固態(tài)電池有望在電動汽車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，為全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻。
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