固态电池难题是否已被破解?这家初创公司自信满满

文摘 2024-08-27 10:49 美国

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重点亮点:

1. 创新设计：解决了dendrites和膨胀两大难题

2. 高性能：通过800次充放电循环测试,远超行业标准

3. 灵活应用：可用于电动车、固定储能系统及航空航天领域

4. 量产在即：2024年底生产1兆瓦时,2025年跃升至10兆瓦时

美国马里兰州一家名为Ion Storage Systems的电池制造初创公司近日宣布,他们已经通过独特的设计解决了固态电池技术面临的两个关键问题,即将实现这一期待已久的技术商业化。这一突破可能彻底改变电动汽车和可再生能源储存领域的格局。

Ion Storage Systems计划在2024年年底前生产1兆瓦时(MWh)的4厘米×4厘米电池单元,到2025年产量将飙升至10 MWh。这个快速增长的产能计划展示了公司对其技术的信心,也反映了市场对高性能固态电池的迫切需求。

固态电池长期以来被视为解决锂离子电池问题的终极方案。它理论上可以在更小的空间内提供更高的能量密度,为电动汽车带来更长的续航里程,同时大大降低火灾风险。然而,这项技术一直面临着顽固的挑战,尤其是dendrites(锂枝晶)的生长问题,这些微观结构可能会导致电池短路,甚至引发安全事故。

Ion Storage Systems声称他们已经解决了膨胀和dendrites两大问题。他们的电池已经通过了800次充放电循环测试,远超消费电子制造商通常要求的300-500次,展现出卓越的耐久性。该公司使用了一种独特的珊瑚状陶瓷结构,锂可以在充电过程中向其中膨胀。这意味着最终的电池不需要为膨胀留出额外空间,因为电池本身就稍大一些以适应这一变化,从而提高了能量密度。

该公司的陶瓷电解质设计使用固体锂金属作为阳极,而不是传统的石墨阳极,这一因素也有助于防止dendrites的生长,并且可以与多种阴极材料配合使用,为未来的技术进步留下了空间。据估计,这种设计可以将电池的能量密度提高30%-50%,这意味着同样大小的电池可以存储更多的能量。

Ion Storage Systems的业务发展主管Richard Ming表示,他们的目标不是花费数十亿美元建造超级工厂,而是与世界各地的合作伙伴合作,利用他们的核心知识产权——陶瓷双层设计。这种策略可能使公司更灵活地应对快速变化的市场需求。

该公司的投资者阵容令人印象深刻,包括汽车巨头丰田,后者参与了公司的A轮融资。此外,Ion Storage Systems还获得了美国ARPA-E(高级研究计划署-能源)2000万美元的赠款,这显示了政府对该技术潜力的认可。

目前,Ion Storage Systems正在积极寻找潜在客户,并预计一旦能够扩大生产规模,就能提供与传统锂离子电池价格相当的产品。在此之前,该公司正在凭借其产品的防火安全性、轻量化和更高的能量密度来吸引客户。据估计,他们的固态电池可能比传统锂离子电池轻20%-30%,这对于电动汽车和航空航天应用尤其重要。

随着这项技术的进一步发展和应用,我们也许很快就能看到更安全、更高效的电动汽车和储能系统。在不久的将来,当我们驾驶电动汽车长途旅行时,也许不再需要担心续航问题。固态电池技术的突破不仅仅是电池领域的一小步,更可能是清洁能源革命的一大步。

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