近日，白馬湖實驗室固態電池團隊傳來好消息：在破解硼化物固態電池外部壓力束縛等技術難題方面取得關鍵進展。這支團隊深耕硼化物固態電池技術領域，接連攻克多項技術瓶頸，順利完成20Ah大容量電芯試制，推動前沿科技成果從實驗室走向產業化。
固態電池以固態電解質替代傳統液態電解液與隔膜，大幅提升了電池的安全性能和寬溫域適配能力，是新一代儲能技術的核心發展方向。
當前，行業內固態電池電解質主要有硫化物、鹵化物等多條技術路線。白馬湖實驗室固態電池團隊另辟蹊徑，選定硼化物電解質作為研發方向。
“硼化物電解質的熱穩定性更強，材料本身的界面電阻更低，綜合性能更加均衡。同時，硼元素儲量豐富，原材料獲取便捷、成本較低。”團隊技術負責人表示。
自2024年4月組建以來，該團隊至今已同步開展了上萬組高通量篩選實驗，確定了電解質的基礎配方體系，并持續開展精細化迭代，最大化挖掘材料綜合性能。
目前，團隊圍繞材料配方、成膜工藝、電芯封裝等環節，累計取得40余項自主知識產權，搭建起涵蓋材料合成、配方設計、電極匹配、電芯集成的全鏈條專利體系。
在固態電池產業化進程中，團隊面臨不少全球共性的技術痛點。以外部壓力束縛為例，全固態電芯的各層材料為固態接觸，一般要施加40MPa以上的外部壓力才能保障界面間離子正常傳輸。但厚重的加壓結構不僅會擠占電池內部空間、降低能量密度，還難以適配智能穿戴設備等輕量化的終端產品。
針對這一痛點，團隊開展結構創新，對負極與電解質層進行一體化設計，經過多輪樣品驗證與結構調試，成功將電芯運行所需外部壓力降至5MPa以下。
鋰枝晶生長也是制約固態電池壽命與安全性的共性難題。電池長期循環使用過程中，負極表面易析出樹枝狀的金屬鋰晶體，極易刺穿電解質層引發電芯短路。該團隊依托硼化物材料的結構特性，引導鋰離子在負極表面均勻沉積，結合負極改性工藝，有效抑制鋰枝晶生成。
在多重技術突破的加持下，白馬湖實驗室研發的固態電池綜合性能亮眼。
實測數據顯示，這種電池能量密度達400Wh/kg，循環壽命超過2000次，在熱箱安全實驗中可耐受180℃高溫。今年年初，團隊還順利完成20Ah大容量電芯試制。
由于在極寒、高溫的特種作業環境能夠穩定供電，且續航與負載能力表現優異，團隊將硼化物固態電池的核心應用場景鎖定為三大方向：低空無人飛行器、具身智能機器人以及高端3C產品。
“配備傳統電池的無人機在高低溫環境下續航通常受到限制，固態電池安全性更高，同等體積下電池容量也更大，無人機搭載固態電池之后可以有效增加飛行航程。”團隊技術負責人表示，“對于機器人和輕巧的3C產品來說，高安全性、高能量密度的固態電池同樣也是很好的選擇。”
面向未來，該團隊的目標非常清晰：一方面，持續放大電芯容量規格，優化工藝，提升產品良品率，同時聯合終端企業開展實景工況測試；另一方面，主動對接產業鏈上下游，根據客戶需求定制化調整電芯方案，以市場應用驅動技術迭代，加快推進規模化量產。
從實驗室里上萬次的配方篩選到攻克行業技術壁壘，白馬湖實驗室固態電池團隊的每一次突破，都是科技創新賦能產業升級的生動實踐。下階段，團隊將依托實驗室創新機制與平臺優勢，持續推動固態電池完成從“樣品”到“產品”、從“實驗室”到“生產線”的跨越。（江宇娟 張瓊）
轉自：經濟參考報
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