آخرین پیشرفتها در باتریهای لیتیومی حالت جامد
الف. پیشرفت در پایان مواد: غلبه تدریجی بر گلوگاههای اصلی
الکترولیتهای سولفیدی: خلوص بیش از ۹۹.۹٪، با ۴۰٪ کاهش هزینه نسبت به محصولات وارداتی؛ فناوری دوپینگ یدید، امپدانس رابط جامد به جامد را به سطح ۱۰ به توان ۲ اهم در سانتیمتر مربع کاهش میدهد و آستانههای تولید انبوه را برآورده میکند.
الکترولیت حالت جامد جدید: تیمی تحقیقاتی به رهبری پروفسور ما چنگ از دانشگاه علوم و فناوری چین، الکترولیتی نوآورانه «لیتیوم-زیرکونیوم-آلومینیوم-کلر-اکسیژن» را توسعه داده است. این ماده حاوی عناصر کمیاب نیست، هزینه آن کمتر از ۵٪ سیستمهای سولفیدی رایج است و برای حفظ پایداری رابط به ولتاژ بالا نیاز ندارد و پتانسیل تجاری قوی را نشان میدهد.
ماده کاتد: مواد مبتنی بر منگنز غنی از لیتیوم به تولید انبوه و تحویل دسته اول دست یافتند. شرکت URC New Energy خط تولید خودکار را راهاندازی کرد که کل زنجیره فرآیند را از سنتز پیشساز، تفجوشی تا بهینهسازی رابط، ادغام میکند و پشتیبانی برای باتریهای با چگالی انرژی بالا فراهم میکند.
نوآوری الکترود منفی: تیمی به رهبری چن وانگهوا در دانشگاه نینگبو، الکترود منفی نانوسیم سیلیکونی سهبعدی «قابل تنفس» را توسعه داده است که مکانیسم «تنفس» طبیعی را تقلید میکند و پایداری چرخهای الکترودهای منفی سیلیکونی را در سیستمهای تمام حالت جامد به طور قابل توجهی افزایش میدهد.
ب. فرآیند و مهندسی: شرایط تولید انبوه به طور فزایندهای بالغ میشود
فناوری اصلاح رابط: پیشرفتهای تکراری در تجهیزات رسوب لایه اتمی (ALD) و پرس ایزواستاتیک به طور موثری تماس رابط الکترود/الکترولیت را بهبود میبخشد، سازگاری ساختاری و بازده باتری را افزایش میدهد، با بازده باتریهای نیمه حالت جامد بیش از ۸۸٪.
پیشرفت در فناوری تعمیر: تیمی به رهبری چن ژونگوی از موسسه فیزیک شیمی دالیان، آکادمی علوم چین، «چسب تعمیر رابط پلیمریزاسیون تسریع شده الکتریکی» را توسعه داده است که میتواند به ترکهای ریز ۵۰۰ نانومتری نفوذ کرده و در عرض ۳۰ ثانیه جامد شود و چالش شکافهای ریز در رابطهای جامد به جامد را حل کند.
فرآیند الکترود خشک: تسلا دستیابی به تولید انبوه الکترود خشک را اعلام کرد که فرآیند را ساده کرده و هزینهها را کاهش میدهد، که یکی از مسیرهای کلیدی برای پیشبرد تولید انبوه باتریهای تمام حالت جامد محسوب میشود.
ج. بهبود جامع در عملکرد و ایمنی
چگالی انرژی: محصولات تولید انبوه باتری نیمه حالت جامد به ۳۵۰-۴۵۰ وات بر کیلوگرم میرسند، در حالی که نمونههای آزمایشگاهی تمام حالت جامد از ۷۲۰ وات بر کیلوگرم فراتر میروند و به خودروهای الکتریکی امکان میدهند به راحتی از برد ۱۰۰۰ کیلومتر فراتر روند و برخی تا ۱۵۰۰ کیلومتر نیز میرسند.
ایمنی: باتریهای حالت جامد آزمایشهای دقیقی مانند نفوذ سوزن، شارژ بیش از حد و گرمایش را پشت سر گذاشتهاند و هیچ خطر فرار حرارتی ندارند و واقعاً به «هرگز احتراق خود به خودی» دست یافتهاند.
عمر چرخه: برخی محصولات ادعا میکنند که تا ۱۰۰۰۰۰ چرخه شارژ-دشارژ را طی میکنند که بسیار بیشتر از باتریهای لیتیومی مایع فعلی است.
د. تسریع همافزایی سیاست و زنجیره صنعتی
وزارت صنعت و فناوری اطلاعات، باتریهای حالت جامد را در لیست اولویت تحقیق و توسعه کلیدی خود قرار داده است و ۳۰٪ یارانه برای خرید تجهیزات در خطوط تولید آزمایشی ارائه میدهد.
پیشنویس برای نظر عمومی در مورد «باتریهای حالت جامد برای خودروهای الکتریکی بخش ۱: اصطلاحات و طبقهبندی» منتشر شده است که آغاز ساخت سیستم استاندارد برای باتریهای حالت جامد در چین را نشان میدهد.
در فوریه ۲۰۲۶، کنفرانس سالانه پلتفرم نوآوری همکاری صنعت-دانشگاه-تحقیق باتری حالت جامد چین برگزار شد و تولیدکنندگان خودرو و باتری مانند FAW، BYD و Blue Sky New Energy را گرد هم آورد. این کنفرانس بر تحقیقات مشترک در زمینه مواد، فرآیندها و سیستمها متمرکز بود و هدف آن ترویج ساخت یک اکوسیستم صنعتی سالم بود.