固态电池新突破,清华团队解决两大难题,安全与续航兼具,商业化何时到来?
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固态电池又迎来新突破。 9月25日,清华大学化学工程系😂发文称,张强团队合作在固态电池聚合物电解质研究领域取得进展。😀其成功开发出一种新型含氟聚醚电解质,为开发实用化的高安全性、😎高能量密度固态锂电池提供了新思路与技术支撑。相关成果9月24🎉日在线发表于《自然》。 目前,全固态电池主要有硫化物、😆氧化物、聚合物和卤化物四种路线。当下主流为硫化物,而此次张强🎉团队领衔研发的是聚合物电解质。 四种技术路线,哪种将率😍先实现商业化? 起点研究创始人、研究院院长李振强对《每🥳日经济新闻》记者表示:“全固态电池当下还没有真正量产,厂家均🤔以小试、中试为主。现在判断技术路线是比较困难的,也是不科学的😴。” 对于全固态电池量产存在的问题,真锂研究院院长墨柯😡认为:“技术开发上还有很多问题没有解决,更不必说量产。” 👏 清华团队解决商业化两大难题 随着eVTOL(电动垂😀直起降飞行器)和人形机器人的发展,能量瓶颈愈发突出。业界亟需😢一种高能量密度、高安全需求的新型电池,这就是全固态电池。但全😊固态电池在技术开发及量产上仍存在诸多问题。其中,离子电导率和😡固固界面问题最为突出。 高工产研方面告诉记者:“固态电🤩池核心问题是在保证一定离子电导率条件下材料接触的固固界面问题🌟。” 而清华团队此次开发出来的新型电解质,既能解决离子🙄电导率问题,也能解决固固界面问题。 当下,国内外主流厂😀商纷纷选在硫化物路线研发全固态电池,正是看中其离子电导率与液😎态电解质相差无几。不过,硫化物也存在不少问题,最突出的当属固❤️固界面问题。 墨柯向记者解释了固固界面问题,其表示:“😆正负极的极片是固态,两者间夹的固态电解质也是固态。极片与电解😢质之间需严丝合缝,这样锂离子移动的通道就不会有障碍。假如固固😅界面之间存在缝隙,锂离子是无法在空气中传播的。只要存在缝隙,👏离子穿过的数量就将大受影响,锂电池的工作也会受到影响。” 👍 “刚生产出来的固态电池可以严丝合缝,但电池内部存在温度变🚀化,而电池材料难以同步收缩膨胀。经历多个循环后,固固界面肯定🎉有缝隙。因此,解决固固界面非常困难。”墨柯说道。 此次😴清华团队使用原位聚合技术解决了固固界面问题。对此,墨柯称:“😉当固固界面出现缝隙,聚合物可以自生长,去填充固固界面存在的缝😎隙。” 值得一提的是,聚合物电解质虽然能够解决固固界面🙌问题,但其离子电导率较低,这也将影响充放电速度以及锂电池各项😴性能。 清华团队的做法是,基于锂键化学原理,团队构建了😊独特的“–F???Li????O–”配位结构,诱导形成具有高🤩离子电导率的富阴离子溶剂化结构,进而在电极表面衍生出富含氟化💯物的稳定界面层,显著提升了界面稳定性。 展开全文 😍 硫化物存在巨大挑战 目前,主流厂商选择的是硫化物全固🤗态路线。TrendForce集邦咨询分析师曾佑鹏告诉记者:“😎主流技术路线包括聚合物、氧化物、硫化物。硫化物技术路线最为热🌟门,据TrendForce集邦咨询统计,全球已公布的固态电池🤩研发技术路线中,约有37%选择此路线,尤其是日韩企业。” 😘 对于硫化物存在的固固界面问题,也有厂商采取类似清华团队的🤯做法,即使用原位聚合技术。 简单来说,就是制备一个硫化😡物与聚合物混合电解质的固态电池。其中,硫化物离子电导率较高,😍而聚合物可以填充固固界面的缝隙。如此一来,固固界面和离子电导😢率的问题都将得到解决。 不过,硫化物不仅存在技术上的挑🤯战,还存在生产和价格上的挑战。 李振强表示:“硫化物最😜大的问题,是遇水反应生成硫化氢,而硫化氢是剧毒的。” 😍墨柯也进一步表示:“当下极片生产过程中,无法做到完全没有水分❤️。正极、负极的粉末,与粘结剂混合在一起搅拌,然后再涂覆到铝箔😴、铜箔上,再烘干。此外,空气中也是有水分。” 价格上,🥳根据高工锂电资料,作为硫化物固态电解质的关键前驱体,硫化锂占🔥据电解质材料成本的77%至80%,当前市场价格高达300万元😍/吨至400万元/吨。 相比之下,电解液价格不足2万元👏/吨。可以看出,硫化物固态电解质价格高昂。 此外,李振😜强也表示:“全固态四种路线中,聚合物电解质是最成熟的。聚合物😢已经搞了很多年,而且在手机电池里也使用了很多年。而硫化物电解🚀质是全新的产品,其供应链还不成熟。(硫化物)固态电解质,能够💯每个月吨级出货的都很少。” 不过,对于清华团队所使用的😍含氟聚醚电解质供应链是否成熟,其表示还需要进一步研究。 😉 聚合物新突破的意义 固态电池之所以备受追捧,一是安全🤔,二是续航。安全主要是固态电解质提供,而续航取决于能量密度。💯后者与正极、负极材料选择密切相关,特别是正极材料。 负⭐极材料方面,为了追求能量密度,正在从石墨负极走向硅碳负极,远😡期将实现锂金属负极。而正极材料的选择则相对保守,很多厂商选择⭐高镍三元。 事实上,富锂锰基作为正极,其能够实现的能量😆密度将大幅超越高镍三元。据了解,以富锂锰基层状氧化物作为正极🤩材料的固态电池体系,展现出实现能量密度突破600瓦时每千克的💯潜力。 当前主流的硫化物电解质,适配富锂锰基较为困难。😁高工产研称:“目前还没有解决硫化物固态电解质适配富锂锰基正极😴材料。若解决,可以大幅度提升锂电池能量密度,降低锂电池成本,👏降低锂电池的资源压力。阻碍点在于,高电压平台的富锂锰基正极材😁料与硫化物存在高电压适配问题,低电压平台的富锂锰基存在电压降😡现象(导致锂电池循环寿命低),综合性能不及三元材料,适配意义😉低。” 高工产研认为:“电解质在兼容高电压正极和强还原🤔性负极方面,目前仍不成熟,当前实验室仍以高镍三元+硅基负极材🎉料为主。” 而清华方面称,研究团队在聚醚电解质中引入强😁吸电子含氟基团,显著提升了其耐高压性能,使其可匹配4.7V(😢伏)高电压富锂锰基正极,实现了单一电解质对高电压正极与金属锂😆负极的同步兼容。 也就是说,该电解质能够匹配能量密度非⭐常高的正极材料富锂锰基和负极材料锂金属。 “现在固态电🥳池不使用富锂锰基,是由于多方面原因,比如循环稳定性相对较差,😡没有适配高电压的电解质也是重要原因之一。”鑫椤资讯资深研究员😁龙志强表示。 商业化何时到来? 对于全固态电池的😅商业化是否已经到来,墨柯的回答是:“还早得很。硫化物技术还有👍很多需要解决的问题。如果用氧化物、聚合物电解质材料去做是可以😁的。但离子电导率太低,基本上实用价值很弱,正常的充放电速度达😂不到。” 关于商业化,李振强认为,由于电解质价格高昂,🌟全固态电池将率先使用在低空飞行器、人形机器人等对能量密度、充😊放电倍率要求高的场景。 此外,其表示半固态电池的商业化❤️已经开始。这主要受罗马仕充电宝事件的影响,行业从追求低价转向😍追求安全。使用半固态电池成本没有增加多少,但安全性要强上不少🎉。 可以看出,安全和能量密度两大诉求正在催动固态、半固😴态电池的商业化。而2027年,正是全固态一个非常关键的时间点😁。 李振强告诉记者:“磷酸铁锂和三元是经过长时间验证,😡其技术路线之争还发生逆转。全固态电池技术路线还没有经过验证。🙌明年将有一些样车出来,而产品出来才会根据终端客户的需求进行改😁进。这是一个不断改进的系统工程,而不是材料厂商、电池厂商、设🔥备厂商自己宣称(全固态电池)量产。” 此次清华团队的新❤️突破,对于商业化的推进有何意义呢? 高工产研认为:“若😅解决了常温下聚合物电解质离子电导率低的问题,聚合物电解质大概😂率可以替代硫化物固态电解质和氧化物固态电解质。主要系聚合物具🌟备以下优点。一是固固界面接触远远好于硫化物和氧化物;二是电池😁制备工艺简单(与液态锂电池设备兼容性高),电池生产良率高,成😂本低;三是聚合物电解质成本低廉。” 也就是说,硫化物目😉前存在的固固界面、生产成本、材料成本等问题,对于聚合物而言难💯度较低。一旦聚合物解决离子电导率低的问题,或将成为全固态电池👍新的方向。 正如液态电池中磷酸铁锂与三元材料的长期交锋😴,全固态电池各类技术路线的角逐,才刚刚开始。 每日经济😜新闻 【免责声明】本文仅代表作者本人观点,与和讯网无关🔥。和讯网站对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确🤩性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,😀并请自行承担全部责任。邮箱:news_center@staf😡f.hexun.com返回搜狐,查看更多
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新华社北京9月23日电题:智慧监测、科学救治:传染病防治新法😂新在哪? 新华社记者徐鹏航、顾天成 传染病防治工🤯作事关公共卫生安全,事关守护人民健康。今年9月1日起,新修订🥳的《中华人民共和国传染病防治法》正式实施。 新法有哪些🤯新看点?下一步建强防治体系怎么做?国家疾控局23日召开新闻发😀布会,进行相关解读。 加强传染病监测预警 监测预⭐警和疫情报告是防范化解重大疫情风险的关键所在。发布会公布数据😁显示,目前,我国传染病网络直报系统已覆盖8.4万家医疗卫生机🤯构,是全球规模最大的传染病报告系统。 新法要求,建立重🙄点传染病以及原因不明的传染病监测哨点,拓展传染病症状监测范围😡;建立智慧化多点触发机制,增强监测的敏感性和准确性。 😢“我们聚焦规范化、多源化、智慧化,全力提升传染病监测预警能力👍。”国家疾控局监测预警司司长焦振泉介绍,为贯彻落实传染病防治🔥法,我国计划到2030年建成多点触发、反应快速、科学高效的传😀染病监测预警体系。 在疫情报告方面,新法进一步明确了报😊告时限和方式。对于新发和突发原因不明传染病等,要求相关机构须😁在2小时内进行网络直报,疾控部门及时核实并逐级上报。 😀当前,我国正在全国二级及以上医疗机构安装传染病智能监测预警前🙌置软件,加强医防信息系统互联互通,实现确诊病例一键报告、阳性👏病例提醒报告和涉疫信息自动捕获。 下一步,国家疾控局将🤯修订传染病报告规则和传染病信息报告管理规范,建立传染病报告激😅励机制,推动建设法定报告和主动监测相结合的监测报告模式。 🥳 建立健全重大传染病疫情医疗救治体系 传染病医疗救治😢,是疫情处置的“生命防线”。国家卫生健康委法规司副司长、一级🎉巡视员龚向光介绍,新法要求,建立健全重大传染病疫情医疗救治体😢系,建立由传染病专科医院、综合医院、中医医院、院前急救机构、😍临时性救治场所、基层医疗卫生机构、血站等构成的综合医疗救治体😁系,对传染病患者进行分类救治。 同时,支持和鼓励开展传🥳染病防治的科学研究,鼓励传染病防治用药品、医疗器械的研制和创🌟新,对防治传染病急需的药品、医疗器械予以优先审评审批。 🌟 预防接种是预防和控制传染病最经济最有效的手段。传染病防治法🚀规定,国家实行免疫规划制度,政府免费向居民提供免疫规划疫苗。💯 国家疾控局规划财务与法规司司长李正懋介绍,近年来,我🤩国优化调整了脊灰疫苗、麻腮风疫苗、百白破疫苗等免疫程序。 🚀 他表示,下一步,国家疾控局将会同有关部门,逐步优化调整国🔥家免疫规划疫苗种类和免疫程序,为公众提供更加全面的健康保障。😎 制定突发原因不明传染病应急预案 新修订的传染病👏防治法明确,国务院有关部门、地方人民政府制定重点传染病和突发😜原因不明的传染病预防控制应急预案,并规定县级以上人民政府疾病🤔预防控制部门应当根据有关传染病预防控制应急预案定期组织开展演😁练。 中国疾控中心副主任李群介绍,国家每年举办“铸盾”⭐国家级传染病疫情应急演练,建立常态化演练机制。此外,将健全省⭐级传染病疫情防控应急物资储备体系,以有效应对各种紧急情况。 🥳 “传染病疫情防控,一方面要控制疫情扩散蔓延以维护社会公🤩共利益,另一方面也要保障公民合法权利。”全国人大常委会法工委🙄行政法室副主任宋芳介绍,新法明确,传染病预防、控制措施应当与😊传染病暴发、流行和可能造成危害的程度、范围等相适应;在传染病🌟防治中依法开展个人信息处理活动,采取措施确保个人信息安全。 😁 做好传染病防治工作,离不开每一位公民的支持和配合。新法😆明确,中华人民共和国领域内的一切单位和个人应当支持传染病防治🙌工作,不得以任何方式故意传播传染病。个人应当学习传染病防治知😜识,养成良好的卫生习惯,培养健康的生活方式。返回搜狐,查看更😴多
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