中科大开发新型电池电解质：综合性能达最先进水平！【附电解质行业预测】

电动汽车电池的电解质通常是液态电解质或固态电解质。目前大多数电动汽车使用的是液态电解质，常见的液态电解质是含有锂盐的有机溶液。固态电解质技术目前仍在研究和开发阶段，尚未广泛商用。

(相关资料图)

近日，中国科学技术大学的马骋教授设计并合成了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂。这种材料具有很强的成本优势。如果以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成，它的原材料成本仅为11.6美元每公斤。而如果以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成，氧氯化锆锂的成本可以进一步降低到约7美元每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂，并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的4%。

研究人员表示，在具备极强成本优势的同时，氧氯化锆锂的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。

实验证明，由氧氯化锆锂和高镍三元正极组成的全固态锂电池展示了极为优异的性能：在12分钟快速充电的条件下，该电池仍然成功地在室温稳定循环2000圈以上。研究成果日前发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

目前全球固态电池技术还不成熟，固态电池存在固-固界面接触难题，内阻较大，循环性能、倍率性能差。与液态电解液相比，固态电解质的电导率/锂离子迁移率低1-2个数量级，电导率低，全电池阻抗大，导致循环性能、倍率性能差。电极材料在充电时膨胀，放电时受挫，液态电解液一电极(液体一固体)接触相对较好，而固态电解质一电极(固体一固体)难以保持长期稳定的接触，并加大了固体电解质破裂或分离的可能，电池内阻较大。

中国企业在固态电池的研究上主要是以硫化物电解质技术和氧化物电解质技术两种路线为主，聚合物电解质技术路线的非常少。其中硫化物电解质技术路线的企业主要的代表有宁德时代，氧化物电解质技术路线的代表企业主要有清陶发展、辉能科技等。

目前，全固态电解质锂动力电池存在的技术难点问题包括固态电解质材料的锂离子电导率偏低问题、固/固界面接触性和稳定性差问题、金属锂的可充性问题等。目前对比固态电池技术比较先进的企业量产时间表中，发现大部分量产提到的一个时间点是2025年。

华福证券认为，固态电池前景广阔，重视材料环节突破：新能源车渗透率从30％水平向80％水平迈进、尤其是在地广人稀的美国等海外地区推进，除了降本之外，提升续航里程至关重要，安全性、能量密度更高的固态电池有望成为摇椅电池体系中的理想方案。

光大证券研报则认为，半固态路线对于现有液态锂离子电池体系更迭小，被视作全固态的过渡路线。卫蓝、清陶等一级市场固态电池企业和孚能科技、国轩高科、蜂巢能源等动力企业路线选择有差异，预计2023年陆续看到车端应用。

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