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2023年03月20日 | 【韩系动向923】电池竞争下半场，韩国全面进军“固态电池”
2023-03-20
最近在韩国举行的“2023电池日”上，三星SDI、LG能源解决方案、SK On等韩国企业根据电动化时代推出了多种未来新技术。值得一提的是，他们对全固态电池表现出了高度的兴趣。可以说是此次活动的主题。
【全固态电池和锂离子有什么不同？】
全固态电池结构，智能手机、笔记本电脑、电动汽车等主要使用的锂离子电池大致由正极和负极、隔膜、电解质等4种组成。这是锂在正极和负极之间移动并产生电的原理。电极之间使用电导率高的液态电解质（电解液），以确保锂离子顺利移动。这里增加了防止正极和负极直接接触的分离膜。
全固态电池使用固态电解质。比液体电解质的能量密度更高，不仅有利于增加电池容量，还可以代替隔膜的作用，帮助确保空间。因为能源效率高，而且所需的零部件也少，所以可以为同样大小的电池创造更大的容量。
【无爆炸危险的电池】
全固态电池有利于在电动汽车等有限空间内增加电池容量。锂电池的液体电解质不易发生温度变化。在寒冷的天气里电池性能下降的原因是电解液结冰，离子的移动受到限制。在高温下是更大的问题。如果电解液气化膨胀，分离膜将无法发挥应有的作用，阳极和阴极有可能相遇并发生爆炸。电解液本身也是挥发性物质。如果电池因外部冲击而漏液等损坏，火灾危险会增加。
全固态电池电解质坚硬，结构稳定。因为是固体，所以抗外部冲击能力强，不受温度变化引起的蒸发或膨胀引起的爆炸危险。即使在沙漠或极地等极端环境下也能正常工作。这也是可以认为在技术能力方面是最先进形式的原因。
【商用化大概什么时候？】
问题是时间和技术。全固态电池目前只是制造小型电池的水平。业界也认为商用化时间在2027年前后。还有很多问题需要解决。
锂离子电池的电解液是液态的，离子的移动很平滑，这会导致功率上升。相反，固体电解质的电导率比液体低。离子移动速度不够，功率下降。锂粒子附着在阴极表面导致性能下降的现象也是一个令人头疼的问题。
毕竟，全固态电池的核心是确保电解质的高离子导电性。为此，正在积极研究提高材料结晶性的方式。当然，也在进行各种技术开发，包括降低生产成本等等。
三星SDI计划今年上半年在水原研究所完成全固态电池试生产线的竣工后，开始制作小型电池。计划2025年将电芯大型化，2027年开始量产。LG能源解决方案的商用化目标是高分子系电池到2026年量产，硫化物系到2030年。SK On从今年1月开始与美国乔治亚理工大学合作，正在开发新一代全固态电池。另外，将向美国全固态电池初创企业“Solid Power”投资约350亿韩元，共同开发全固态电池。
史海拾趣
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