3分钟充满电、电池寿命长达20年，固态锂金属电池真正甩掉「用电焦虑」

固体锂金属电池的大规模产业化有望更早实现。

可在3分钟内充满电，在其生命周期内可循环使用10000次以上，可连续使用20年——美国哈佛大学在固体锂金属电池研究方面取得了新的技术突破。

与目前市场上电动车电池使用的传统锂离子电池不同，固体锂金属电池使用纯金属形式的锂，同时使用固体电极和固体电解质替代锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。

与市面上的传统锂离子电池相比，固体锂金属电池充电速度更快，能量密度更高，续航时间更长。

哈佛大学对固体锂金属电池的研究可以追溯到去年5月，但当时的技术停留在“10-20分钟内充满电，电池寿命10-15年”的水平。

固体锂金属电池技术的新突破，可以说直接提升了电池技术水平的平均线。如果真正大规模产业化，将成为解决制约电动汽车发展的关键，进一步赋能电动汽车产业。

目前，创业公司Adden Energy已经宣布获得哈佛大学技术开发办公室授予的独家技术许可，以推动这项技术的商业化，目标是将电池缩小到手掌大小的“软袋电池”。

长期存在的

固态锂金属电池技术现在已经不是一个全新的概念了。除了哈佛大学，之前也有很多公司对这项技术做过学术研究。

2020年12月，Quantum Scape公布了固体锂金属电池技术的进展，声称该公司的固态电池比市面上的传统锂电池续航时间提高80%，15分钟即可充满80%的电量，可提供约16万公里的续航时间。

由于固态锂金属电池技术，QuantumScape的股价在短短一个多月内飙升了13倍，并获得了大众集团的两笔投资。

在国内，中科院物理所以电子离子混合导电活性物质为正极，实现了100%全活性物质全固态电极，配合金属锂负极，构建了高能量密度的全活性物质全固态电池，在电极层面实现了770Wh/kg和1900Wh/L的能量密度。

2021年8月，Sakuú Corporation宣布开发出3Ah固体锂金属电池，使电池的能量容量提高了100倍，体积能效提高了12倍以上。计划在2022年初开始量产这种电池。

学术研究推动技术进步，固态锂金属电池技术在业内“赫赫有名”，被誉为电池界的颠覆性技术，甚至被命名为“动力电池的未来”。

除了学术研究，资本也早早布局固态电池领域，固态金属锂电池成为继三元锂电池之后新的竞争方向，固态金属锂电池赛道持续升温。

固体锂金属电池被认为是未来5-10年的主流方向，在市场上掀起了研发和投资热潮。

近年来，包括日本、德国、美国在内的许多国家都加大了全固态电池(固体锂金属电池)的研发力度，现代汽车等企业也早在2018年就成立了团队开展相关研发工作。

中国在固体锂金属电池方面的布局还不算晚。早在2017年，启丰锂业就布局了固体锂金属电池的相关产业链。当年宣布拟投资不超过2.5亿元建设第一代固体锂金属电池研发中试生产线。并与固态电池专家、原中科院材料所研究员许博士达成战略合作协议，目标是三年内实现固态锂电池产业化。另外，巨c……当代安培科技、比亚迪等公司都在固态锂电池领域有所布局。

“对症下药”

无论是学术界还是资本，对固态锂金属电池的追捧可以说是越来越疯狂，因为它可以极大地缓解新能源汽车发展中的“安全焦虑”和“里程焦虑”。

安全性和能量密度是传统锂离子电池的两大缺点。

对于汽车市场来说，如何保证安全无疑是重中之重，但近年来新能源汽车安全事故不在少数。

据《动力电池安全性研究报告》不完全统计，2021年新能源汽车起火事故超过50起，其中大部分是电池热失控造成的。动力电池的安全性已经成为新能源汽车产业发展的绊脚石。

据了解，锂离子电池在使用过程中产生的枝晶或树枝状结晶是电池起火的根本原因。

枝晶或枝晶像树根一样生长到电解液中，刺破分隔正负极的屏障，导致锂离子电池短路。固态锂电池的三明治状多层结构可以防止枝晶结构的形成。

所谓的三明治的多层结构是指电池被想象成一个三明治。首先是面包(锂金属阳极)，然后是生菜(石墨涂层)，然后是番茄(第一电解质)和培根(第二电解质)，最后是另一个番茄和最后一片面包(阴极)。在这个设计中，树突在莴苣和番茄中生长，但在培根中停止。“培根”屏障阻止枝晶通过并使电池短路，从而防止故障。

简单来说，与传统锂离子电池相比，固体锂金属电池更安全。

近年来，新能源汽车的车轮驶向了更广阔的领域。新能源汽车不仅作为通勤工具，也是家庭出行的首选。

消费者对新能源汽车的需求催生了对新能源汽车更高的续航要求，而动力电池无疑是满足这一需求的重要载体。具体来说，如何提高电池的充电速度和续航里程，要求电池具有更大的能量密度。

目前市场上主要的动力电池是磷酸亚铁锂和三元锂电池。磷酸铁锂电池在安全性能上优于三元锂电池，但能量密度远不及三元锂电池。目前市面上的三元锂电池能量密度在300Wh/kg左右。

根据我国《节能与新能源汽车技术路线图》，到2030年，电动汽车对动力电池能量密度的需求将超过500Wh/kg，目前市场上无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池都无法满足这一需求。

固态锂金属电池可能是打破游戏的关键。

未来已经来了？

市场上传统的锂离子电池正极材料的能量密度已经接近其理论值。近年来，如何进一步提高能量密度成为讨论的焦点。固态锂金属电池的提出，让这个话题有了新的讨论载体，业界对固态电池的研究一直持续不减。

如上所述，与传统锂离子电池相比，固态锂金属电池具有独特的技术优势，被市场寄予厚望。然而事实上，固态锂金属电池的进展远不及预期。

目前，固体锂金属电池也迎来了一定程度的量产，但在实际生产过程中，其相对于传统锂离子电池的优势并不明显。

一方面，固态锂金属电池仍面临技术难题。目前，固态电池与预设的高性能固态电池系统仍有差距，保留部分电解液并不是理想的全固态。在文章前半部分，我们提到固体锂金属电池的三明治状多层结构可以防止枝晶结构的形成，从而减少起火事故，但在实际量产中，仍然有锂离子漏出。

另一方面，固体锂金属电池的相关产业链发展不完善，固体锂金属电池的实际成本……um金属阳极电池现阶段高于液体锂离子电池。

固体锂金属电池无疑是发展的一大出路，“固体锂金属电池是动力电池的未来”的说法看似合理，但未来还能走多久？这取决于技术的提高和商业化的进展。

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可在3分钟内充满电，在其生命周期内可循环使用10000次以上，可连续使用20年——美国哈佛大学在固体锂金属电池研究方面取得了新的技术突破。

与目前市场上电动车电池使用的传统锂离子电池不同，固体锂金属电池使用纯金属形式的锂，同时使用固体电极和固体电解质替代锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。

与市面上的传统锂离子电池相比，固体锂金属电池充电速度更快，能量密度更高，续航时间更长。

哈佛大学对固体锂金属电池的研究可以追溯到去年5月，但当时的技术停留在“10-20分钟内充满电，电池寿命10-15年”的水平。

固体锂金属电池技术的新突破，可以说直接提升了电池技术水平的平均线。如果真正大规模产业化，将成为解决制约电动汽车发展的关键，进一步赋能电动汽车产业。

目前，创业公司Adden Energy已经宣布获得哈佛大学技术开发办公室授予的独家技术许可，以推动这项技术的商业化，目标是将电池缩小到手掌大小的“软袋电池”。

长期存在的

固态锂金属电池技术现在已经不是一个全新的概念了。除了哈佛大学，之前也有很多公司对这项技术做过学术研究。

2020年12月，Quantum Scape公布了固体锂金属电池技术的进展，声称该公司的固态电池比市面上的传统锂电池续航时间提高80%，15分钟即可充满80%的电量，可提供约16万公里的续航时间。

由于固态锂金属电池技术，QuantumScape的股价在短短一个多月内飙升了13倍，并获得了大众集团的两笔投资。

在国内，中科院物理所以电子离子混合导电活性物质为正极，实现了100%全活性物质全固态电极，配合金属锂负极，构建了高能量密度的全活性物质全固态电池，在电极层面实现了770Wh/kg和1900Wh/L的能量密度。

2021年8月，Sakuú Corporation宣布开发出3Ah固体锂金属电池，使电池的能量容量提高了100倍，体积能效提高了12倍以上。计划在2022年初开始量产这种电池。

学术研究推动技术进步，固态锂金属电池技术在业内“赫赫有名”，被誉为电池界的颠覆性技术，甚至被命名为“动力电池的未来”。

除了学术研究，资本也早早布局固态电池领域，固态金属锂电池成为继三元锂电池之后新的竞争方向，固态金属锂电池赛道持续升温。

固体锂金属电池被认为是未来5-10年的主流方向，在市场上掀起了研发和投资热潮。

近年来，包括日本、德国、美国在内的许多国家都加大了全固态电池(固体锂金属电池)的研发力度，现代汽车等企业也早在2018年就成立了团队开展相关研发工作。

中国固体锂金属电池布局不太拉……。早在2017年，启丰锂业就布局了固体锂金属电池的相关产业链。当年宣布拟投资不超过2.5亿元建设第一代固体锂金属电池研发中试生产线。并与固态电池专家、原中科院材料所研究员许博士达成战略合作协议，目标是三年内实现固态锂电池产业化。此外，当代安培科技有限公司、比亚迪等巨头公司都在固态锂电池领域有所布局。

“对症下药”

无论是学术界还是资本，对固态锂金属电池的追捧可以说是越来越疯狂，因为它可以极大地缓解新能源汽车发展中的“安全焦虑”和“里程焦虑”。

安全性和能量密度是传统锂离子电池的两大缺点。

对于汽车市场来说，如何保证安全无疑是重中之重，但近年来新能源汽车安全事故不在少数。

据《动力电池安全性研究报告》不完全统计，2021年新能源汽车起火事故超过50起，其中大部分是电池热失控造成的。动力电池的安全性已经成为新能源汽车产业发展的绊脚石。

据了解，锂离子电池在使用过程中产生的枝晶或树枝状结晶是电池起火的根本原因。

枝晶或枝晶像树根一样生长到电解液中，刺破分隔正负极的屏障，导致锂离子电池短路。固态锂电池的三明治状多层结构可以防止枝晶结构的形成。

所谓的三明治的多层结构是指电池被想象成一个三明治。首先是面包(锂金属阳极)，然后是生菜(石墨涂层)，然后是番茄(第一电解质)和培根(第二电解质)，最后是另一个番茄和最后一片面包(阴极)。在这个设计中，树突在莴苣和番茄中生长，但在培根中停止。“培根”屏障阻止枝晶通过并使电池短路，从而防止故障。

简单来说，与传统锂离子电池相比，固体锂金属电池更安全。

近年来，新能源汽车的车轮驶向了更广阔的领域。新能源汽车不仅作为通勤工具，也是家庭出行的首选。

消费者对新能源汽车的需求催生了对新能源汽车更高的续航要求，而动力电池无疑是满足这一需求的重要载体。具体来说，如何提高电池的充电速度和续航里程，要求电池具有更大的能量密度。

目前市场上主要的动力电池是磷酸亚铁锂和三元锂电池。磷酸铁锂电池在安全性能上优于三元锂电池，但能量密度远不及三元锂电池。目前市面上的三元锂电池能量密度在300Wh/kg左右。

根据我国《节能与新能源汽车技术路线图》，到2030年，电动汽车对动力电池能量密度的需求将超过500Wh/kg，目前市场上无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池都无法满足这一需求。

固态锂金属电池可能是打破游戏的关键。

未来已经来了？

市场上传统的锂离子电池正极材料的能量密度已经接近其理论值。近年来，如何进一步提高能量密度成为讨论的焦点。固态锂金属电池的提出，让这个话题有了新的讨论载体，业界对固态电池的研究一直持续不减。

如上所述，与传统锂离子电池相比，固态锂金属电池具有独特的技术优势，被市场寄予厚望。然而事实上，固态锂金属电池的进展远不及预期。

目前，固体锂金属电池也迎来了一定程度的量产，但在实际生产过程中，其相对于传统锂离子电池的优势并不明显。

一方面，固态锂金属电池仍面临技术难题。……目前，固态电池与预设的高性能固态电池系统仍有差距，保留部分电解液并不是理想的全固态。在文章前半部分，我们提到固体锂金属电池的三明治状多层结构可以防止枝晶结构的形成，从而减少起火事故，但在实际量产中，仍然有锂离子漏出。

另一方面，固体锂金属电池的相关产业链发展并不完善，现阶段固体锂金属阳极电池的实际成本高于液体锂离子电池。

固体锂金属电池无疑是发展的一大出路，“固体锂金属电池是动力电池的未来”的说法看似合理，但未来还能走多久？这取决于技术的提高和商业化的进展。

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